src/kernel/routing/AsClusterDragonfly.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2016. 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 "src/kernel/routing/AsClusterDragonfly.hpp"
   7 #include "src/surf/network_interface.hpp"
   8 #include "src/surf/xml/platf.hpp" // FIXME: move that back to the parsing area
   9
  10 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  11 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_route_cluster_dragonfly, surf_route_cluster, "Dragonfly Routing part of surf");
  14
  15 namespace simgrid {
  16 namespace kernel {
  17 namespace routing {
  18
  19 AsClusterDragonfly::AsClusterDragonfly(As* father, const char* name) : AsCluster(father, name)
  20 {
  21 }
  22
  23 AsClusterDragonfly::~AsClusterDragonfly() {
  24   if(this->routers_ != nullptr){
  25     for (unsigned int i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;i++)
  26         delete(routers_[i]);
  27     xbt_free(routers_);
  28   }
  29 }
  30
  31 unsigned int *AsClusterDragonfly::rankId_to_coords(int rankId)
  32 {
  33   //coords : group, chassis, blade, node
  34   unsigned int *coords = (unsigned int *) malloc(4 * sizeof(unsigned int));
  35   coords[0] = rankId/ (numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  36   rankId=rankId%(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  37   coords[1] = rankId/ (numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  38   rankId=rankId%(numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  39   coords[2] = rankId/ numNodesPerBlade_;
  40   coords[3]=rankId%numNodesPerBlade_;
  41
  42   return coords;
  43 }
  44
  45 void AsClusterDragonfly::parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster) {
  46   std::vector<std::string> parameters;
  47   std::vector<std::string> tmp;
  48   boost::split(parameters, cluster->topo_parameters, boost::is_any_of(";"));
  49
  50   // TODO : we have to check for zeros and negative numbers, or it might crash
  51   if (parameters.size() != 4){
  52     surf_parse_error("Dragonfly are defined by the number of groups, chassiss per groups, blades per chassis, nodes per blade");
  53   }
  54
  55   // Blue network : number of groups, number of links between each group
  56   boost::split(tmp, parameters[0], boost::is_any_of(","));
  57   if(tmp.size() != 2) {
  58     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  59   }
  60
  61   this->numGroups_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  62   this->numLinksBlue_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the blue level: %s");
  63
  64  // Black network : number of chassiss/group, number of links between each router on the black network
  65   boost::split(tmp, parameters[1], boost::is_any_of(","));
  66   if(tmp.size() != 2) {
  67     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  68   }
  69
  70   this->numChassisPerGroup_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  71   this->numLinksBlack_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links  for the black level: %s");
  72
  73
  74  // Green network : number of blades/chassis, number of links between each router on the green network
  75   boost::split(tmp, parameters[2], boost::is_any_of(","));
  76   if(tmp.size() != 2) {
  77     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  78   }
  79
  80   this->numBladesPerChassis_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  81   this->numLinksGreen_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the green level: %s");
  82
  83
  84   // The last part of topo_parameters should be the number of nodes per blade
  85   this->numNodesPerBlade_ = xbt_str_parse_int(parameters[3].c_str(), "Last parameter is not the amount of nodes per blade: %s");
  86   this->cluster_ = cluster;
  87 }
  88
  89 /*
  90 * Generate the cluster once every node is created
  91 */
  92 void AsClusterDragonfly::seal(){
  93   if(this->numNodesPerBlade_ == 0) {
  94     return;
  95   }
  96
  97   this->generateRouters();
  98   this->generateLinks();
  99 }
 100
 101 DragonflyRouter::DragonflyRouter(int group, int chassis, int blade):group_(group),chassis_(chassis),blade_(blade){ }
 102
 103 DragonflyRouter::~DragonflyRouter(){
 104   if(this->myNodes_!=nullptr)
 105     xbt_free(myNodes_);
 106   if(this->greenLinks_!=nullptr)
 107     xbt_free(greenLinks_);
 108   if(this->blackLinks_!=nullptr)
 109     xbt_free(blackLinks_);
 110   if(this->blueLinks_!=nullptr)
 111     xbt_free(blueLinks_);
 112 }
 113
 114
 115 void AsClusterDragonfly::generateRouters() {
 116   this->routers_=static_cast<DragonflyRouter**>(xbt_malloc0(this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_*sizeof(DragonflyRouter*)));
 117
 118   for(unsigned int i=0;i<this->numGroups_;i++){
 119     for(unsigned int j=0;j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 120       for(unsigned int k=0;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 121         DragonflyRouter* router = new DragonflyRouter(i,j,k);
 122         this->routers_[i*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_+j*this->numBladesPerChassis_+k]=router;
 123       }
 124     }
 125   }
 126 }
 127
 128 void AsClusterDragonfly::createLink(char* id, int numlinks, Link** linkup, Link** linkdown){
 129   *linkup=nullptr;
 130   *linkdown=nullptr;
 131   s_sg_platf_link_cbarg_t linkTemplate;
 132   memset(&linkTemplate, 0, sizeof(linkTemplate));
 133   linkTemplate.bandwidth = this->cluster_->bw * numlinks;
 134   linkTemplate.latency = this->cluster_->lat;
 135   linkTemplate.policy = this->cluster_->sharing_policy; // sthg to do with that ?
 136   linkTemplate.id = id;
 137   sg_platf_new_link(&linkTemplate);
 138   XBT_DEBUG("Generating link %s", id);
 139   Link* link;
 140   std::string tmpID;
 141   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 142     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_UP";
 143     link =  Link::byName(tmpID.c_str());
 144     *linkup = link; // check link?
 145     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_DOWN";
 146     link = Link::byName(tmpID.c_str());
 147     *linkdown = link; // check link ?
 148   }
 149   else {
 150     link = Link::byName(linkTemplate.id);
 151     *linkup = link;
 152     *linkdown = link;
 153   }
 154
 155   free((void*)linkTemplate.id);
 156 }
 157
 158
 159 void AsClusterDragonfly::generateLinks() {
 160
 161   static int uniqueId = 0;
 162   char* id = nullptr;
 163   Link* linkup;
 164   Link *linkdown;
 165
 166   unsigned int numRouters = this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;
 167
 168   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX)
 169     numLinksperLink_=2;
 170
 171   //Links from routers to their local nodes.
 172   for(unsigned int i=0; i<numRouters;i++){
 173   //allocate structures
 174     this->routers_[i]->myNodes_=static_cast<Link**>(xbt_malloc0(numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_*sizeof(Link*)));
 175     this->routers_[i]->greenLinks_=static_cast<Link**>(xbt_malloc0(this->numBladesPerChassis_*sizeof(Link*)));
 176     this->routers_[i]->blackLinks_=static_cast<Link**>(xbt_malloc0(this->numChassisPerGroup_*sizeof(Link*)));
 177
 178     for(unsigned int j=0; j< numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_; j+=numLinksperLink_){
 179       id = bprintf("local_link_from_router_%d_to_node_%d_%d", i, j/numLinksperLink_, uniqueId);
 180       this->createLink(id, 1, &linkup, &linkdown);
 181       if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 182         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 183         this->routers_[i]->myNodes_[j+1] = linkdown;
 184       }
 185       else {
 186         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 187       }
 188       uniqueId++;
 189     }
 190   }
 191
 192   //Green links from routers to same chassis routers - alltoall
 193   for(unsigned int i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_;i++){
 194     for(unsigned int j=0; j<this->numBladesPerChassis_;j++){
 195       for(unsigned int k=j+1;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 196         id = bprintf("green_link_in_chassis_%d_between_routers_%d_and_%d_%d", i%numChassisPerGroup_, j, k, uniqueId);
 197         this->createLink(id, this->numLinksGreen_, &linkup, &linkdown);
 198         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+j]->greenLinks_[k] = linkup;
 199         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+k]->greenLinks_[j] = linkdown;
 200         uniqueId++;
 201       }
 202     }
 203   }
 204
 205   //Black links from routers to same group routers - alltoall
 206   for(unsigned int i=0; i<this->numGroups_;i++){
 207     for(unsigned int j=0; j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 208       for(unsigned int k=j+1;k<this->numChassisPerGroup_;k++){
 209         for(unsigned int l=0;l<this->numBladesPerChassis_;l++){
 210           id = bprintf("black_link_in_group_%d_between_chassis_%d_and_%d_blade_%d_%d", i, j, k,l, uniqueId);
 211           this->createLink(id, this->numLinksBlack_,&linkup, &linkdown);
 212           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[k] = linkup;
 213           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+k*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[j] = linkdown;
 214           uniqueId++;
 215         }
 216       }
 217     }
 218   }
 219
 220
 221   //Blue links between groups - Not all routers involved, only one per group is linked to others. Let's say router n of each group is linked to group n.
 222 //FIXME: in reality blue links may be attached to several different routers
 223   for(unsigned int i=0; i<this->numGroups_;i++){
 224     for(unsigned int j=i+1; j<this->numGroups_;j++){
 225       unsigned int routernumi=i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j;
 226       unsigned int routernumj=j*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+i;
 227       this->routers_[routernumi]->blueLinks_=static_cast<Link**>(xbt_malloc0(sizeof(Link*)));
 228       this->routers_[routernumj]->blueLinks_=static_cast<Link**>(xbt_malloc0(sizeof(Link*)));
 229         id = bprintf("blue_link_between_group_%d_and_%d_routers_%d_and_%d_%d", i, j, routernumi,routernumj, uniqueId);
 230         this->createLink(id, this->numLinksBlue_, &linkup, &linkdown);
 231         this->routers_[routernumi]->blueLinks_[0] = linkup;
 232         this->routers_[routernumj]->blueLinks_[0] = linkdown;
 233         uniqueId++;
 234     }
 235   }
 236 }
 237
 238 void AsClusterDragonfly::getRouteAndLatency(NetCard * src, NetCard * dst, sg_platf_route_cbarg_t route, double *latency) {
 239   //Minimal routing version.
 240   // TODO : non-minimal random one, and adaptive ?
 241
 242   if (dst->isRouter() || src->isRouter())
 243     return;
 244
 245   XBT_VERB("dragonfly_get_route_and_latency from '%s'[%d] to '%s'[%d]", src->name(), src->id(), dst->name(), dst->id());
 246
 247   if ((src->id() == dst->id()) && hasLoopback_) {
 248      s_surf_parsing_link_up_down_t info = privateLinks_.at(src->id() * linkCountPerNode_);
 249
 250      route->link_list->push_back(info.linkUp);
 251      if (latency)
 252        *latency += info.linkUp->latency();
 253      return;
 254   }
 255
 256   unsigned int *myCoords = rankId_to_coords(src->id());
 257   unsigned int *targetCoords = rankId_to_coords(dst->id());
 258   XBT_DEBUG("src : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", myCoords[0], myCoords[1], myCoords[2], myCoords[3]);
 259   XBT_DEBUG("dst : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", targetCoords[0], targetCoords[1], targetCoords[2], targetCoords[3]);
 260
 261   DragonflyRouter* myRouter = routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+myCoords[2]];
 262   DragonflyRouter* targetRouter = routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1] *numBladesPerChassis_ +targetCoords[2]];
 263   DragonflyRouter* currentRouter=myRouter;
 264
 265   //node->router local link
 266   route->link_list->push_back(myRouter->myNodes_[myCoords[3]*numLinksperLink_]);
 267   if(latency) {
 268     *latency += myRouter->myNodes_[myCoords[3] * numLinksperLink_]->latency();
 269   }
 270
 271   if (hasLimiter_) {    // limiter for sender
 272     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 273     info = privateLinks_.at(src->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_);
 274     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 275   }
 276
 277   if(targetRouter!=myRouter){
 278
 279     //are we on a different group ?
 280     if(targetRouter->group_ != currentRouter->group_){
 281       //go to the router of our group connected to this one.
 282       if(currentRouter->blade_!=targetCoords[0]){
 283         //go to the nth router in our chassis
 284         route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]);
 285         if(latency) {
 286           *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]->latency();
 287         }
 288         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+targetCoords[0]];
 289       }
 290
 291       if(currentRouter->chassis_!=0){
 292         //go to the first chassis of our group
 293         route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[0]);
 294         if(latency) {
 295           *latency += currentRouter->blackLinks_[0]->latency();
 296         }
 297         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[0]];
 298       }
 299
 300       //go to destination group - the only optical hop
 301       route->link_list->push_back(currentRouter->blueLinks_[0]);
 302       if(latency) {
 303         *latency += currentRouter->blueLinks_[0]->latency();
 304       }
 305       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[0]];
 306     }
 307
 308
 309     //same group, but same blade ?
 310     if(targetRouter->blade_ != currentRouter->blade_){
 311       route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]);
 312       if(latency) {
 313         *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]->latency();
 314       }
 315       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[2]];
 316     }
 317
 318     //same blade, but same chassis ?
 319     if(targetRouter->chassis_ != currentRouter->chassis_){
 320       route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]);
 321       if(latency) {
 322         *latency += currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]->latency();
 323       }
 324       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1]*numBladesPerChassis_+targetCoords[2]];
 325     }
 326   }
 327
 328   if (hasLimiter_) {    // limiter for receiver
 329     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 330     info = privateLinks_.at(dst->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_);
 331     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 332   }
 333
 334   //router->node local link
 335   route->link_list->push_back(targetRouter->myNodes_[targetCoords[3]*numLinksperLink_+numLinksperLink_-1]);
 336   if(latency) {
 337     *latency += targetRouter->myNodes_[targetCoords[3] * numLinksperLink_ + numLinksperLink_ - 1]->latency();
 338   }
 339
 340   xbt_free(myCoords);
 341   xbt_free(targetCoords);
 342
 343
 344 }
 345 }}} // namespace