src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2014. 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 "cpu_interface.hpp"
   8
   9 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  10 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  11                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  12
  13 CpuModelPtr surf_cpu_model_pm;
  14 CpuModelPtr surf_cpu_model_vm;
  15
  16 /*************
  17  * Callbacks *
  18  *************/
  19
  20 CpuPtr getActionCpu(CpuActionPtr action) {
  21   return static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  22                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  23                                          action->getVariable(), 0)));
  24 }
  25
  26 surf_callback(void, CpuPtr) cpuCreatedCallbacks;
  27 surf_callback(void, CpuPtr) cpuDestructedCallbacks;
  28 surf_callback(void, CpuPtr, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  29 surf_callback(void, CpuActionPtr, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  30
  31 /*********
  32  * Model *
  33  *********/
  34
  35 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  36 {
  37   CpuActionPtr action;
  38   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  39          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now))) {
  40     action = static_cast<CpuActionPtr>(static_cast<ActionPtr>(xbt_heap_pop(getActionHeap())));
  41     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  42 #ifdef HAVE_TRACING
  43     if (TRACE_is_enabled()) {
  44       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  45       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  46                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  47                                       action->getLastUpdate(),
  48                                       now - action->getLastUpdate());
  49     }
  50 #endif
  51
  52     action->finish();
  53     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  54
  55     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  56     action->setRemains(0);
  57     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  58     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  59   }
  60 #ifdef HAVE_TRACING
  61   if (TRACE_is_enabled()) {
  62     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  63     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  64     double smaller = -1;
  65     ActionListPtr actionSet = getRunningActionSet();
  66     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  67        ; it != itend ; ++it) {
  68       action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
  69         if (smaller < 0) {
  70           smaller = action->getLastUpdate();
  71           continue;
  72         }
  73         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  74           smaller = action->getLastUpdate();
  75         }
  76     }
  77     if (smaller > 0) {
  78       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  79     }
  80   }
  81 #endif
  82   return;
  83 }
  84
  85 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
  86 {
  87   CpuActionPtr action = NULL;
  88   ActionListPtr running_actions = getRunningActionSet();
  89
  90   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
  91      ; it != itend ; it=itNext) {
  92         ++itNext;
  93     action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
  94 #ifdef HAVE_TRACING
  95     if (TRACE_is_enabled()) {
  96       CpuPtr x = (CpuPtr) lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  97                               (getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0));
  98
  99       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 100                                       action->getCategory(),
 101                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 102                                       now - delta,
 103                                       delta);
 104       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 105     }
 106 #endif
 107
 108     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 109
 110
 111     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 112       action->updateMaxDuration(delta);
 113
 114
 115     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 116         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 117       action->finish();
 118       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 119     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 120                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 121       action->finish();
 122       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 123     }
 124   }
 125
 126   return;
 127 }
 128
 129 /************
 130  * Resource *
 131  ************/
 132
 133 Cpu::Cpu(){
 134   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 135 }
 136
 137 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 138                  int core, double powerPeak, double powerScale)
 139  : Resource(model, name, props)
 140  , m_core(core)
 141  , m_powerPeak(powerPeak)
 142  , m_powerScale(powerScale)
 143  , p_constraintCore(NULL)
 144  , p_constraintCoreId(NULL)
 145 {
 146   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 147 }
 148
 149 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 150                  lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 151  : Resource(model, name, props, constraint)
 152  , m_core(core)
 153  , m_powerPeak(powerPeak)
 154  , m_powerScale(powerScale)
 155 {
 156   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 157   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 158   if (core > 1)
 159     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 160
 161   p_constraintCore = NULL;
 162   p_constraintCoreId = NULL;
 163   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 164         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 165         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 166
 167     int i;
 168     for (i = 0; i < core; i++) {
 169       /* just for a unique id, never used as a string. */
 170       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 171       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 172     }
 173   }
 174 }
 175
 176 Cpu::~Cpu(){
 177   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 178   if (p_constraintCoreId){
 179     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 180           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 181     }
 182     xbt_free(p_constraintCore);
 183   }
 184   if (p_constraintCoreId)
 185     xbt_free(p_constraintCoreId);
 186 }
 187
 188 double Cpu::getSpeed(double load)
 189 {
 190   return load * m_powerPeak;
 191 }
 192
 193 double Cpu::getAvailableSpeed()
 194 {
 195 /* number between 0 and 1 */
 196   return m_powerScale;
 197 }
 198
 199 int Cpu::getCore()
 200 {
 201   return m_core;
 202 }
 203
 204 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 205 {
 206   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 207   Resource::setState(state);
 208   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 209 }
 210 /**********
 211  * Action *
 212  **********/
 213
 214 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 215 {
 216   double delta = 0.0;
 217
 218   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 219       "You're updating an action that is not running.");
 220
 221   /* bogus priority, skip it */
 222   xbt_assert(getPriority() > 0,
 223       "You're updating an action that seems suspended.");
 224
 225   delta = now - m_lastUpdate;
 226
 227   if (m_remains > 0) {
 228     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 229     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta);
 230
 231 #ifdef HAVE_TRACING
 232     if (TRACE_is_enabled()) {
 233       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 234       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 235     }
 236 #endif
 237     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 238   }
 239
 240   m_lastUpdate = now;
 241   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 242 }
 243
 244 /*
 245  *
 246  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 247  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 248  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 249  * per-core constraint object.
 250  *
 251  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 252  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 253  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 254  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 255  * considering given CPU affinities and task activities.
 256  *
 257  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 258  * multiple cores?
 259  *
 260  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 261  * action object does not have the information about the location where the
 262  * action is being executed.
 263  */
 264 void CpuAction::setAffinity(CpuPtr cpu, unsigned long mask)
 265 {
 266   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 267   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 268
 269   {
 270     unsigned long nbits = 0;
 271
 272     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 273     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 274       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 275       if (has_affinity)
 276         nbits += 1;
 277     }
 278
 279     if (nbits > 1) {
 280       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 281       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 282       DIE_IMPOSSIBLE;
 283     }
 284   }
 285
 286   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 287     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 288     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 289
 290     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 291     if (has_affinity) {
 292       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 293        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 294        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 295        * that future host.
 296        *
 297        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 298        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 299        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 300        * system. But, this will make the system complex. */
 301       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 302       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 303     }
 304   }
 305
 306   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 307     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 308   }
 309   XBT_OUT();
 310 }
 311
 312 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 313   e_surf_action_state_t old = getState();
 314   Action::setState(state);
 315   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 316 }