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cosmetics in documentation
[simgrid.git] / doc / options.doc
1 /*! \page options Simgrid options and configurations
2
3 \htmlinclude .options.doc.toc
4
5 A number of options can be given at runtime to change the default
6 SimGrid behavior. For a complete list of all configuration options
7 accepted by the SimGrid version used in your simulator, simply pass
8 the --help configuration flag to your program. If some of the options
9 are not documented on this page, this is a bug that you should please
10 report so that we can fix it.
11
12 \section options_using Passing configuration options to the simulators
13
14 There is several way to pass configuration options to the simulators.
15 The most common way is to use the \c --cfg command line argument. For
16 example, to set the item \c Item to the value \c Value, simply
17 type the following: \verbatim
18 my_simulator --cfg=Item:Value (other arguments)
19 \endverbatim
20
21 Several \c --cfg command line arguments can naturally be used. If you
22 need to include spaces in the argument, don't forget to quote the
23 argument. You can even escape the included quotes (write \' for ' if
24 you have your argument between ').
25
26 Another solution is to use the \c \<config\> tag in the platform file. The
27 only restriction is that this tag must occure before the first
28 platform element (be it \c \<AS\>, \c \<cluster\>, \c \<peer\> or whatever).
29 The \c \<config\> tag takes an \c id attribute, but it is currently
30 ignored so you don't really need to pass it. The important par is that
31 within that tag, you can pass one or several \c \<prop\> tags to specify
32 the configuration to use. For example, setting \c Item to \c Value
33 can be done by adding the following to the beginning of your platform
34 file: \verbatim
35 <config>
36   <prop id="Item" value="Value"/>
37 </config>
38 \endverbatim
39
40 A last solution is to pass your configuration directly using the C
41 interface. Unfortunately, this path is not really easy to use right
42 now, and you mess directly with surf internal variables as follows. Check the
43 \ref XBT_config "relevant page" for details on all the functions you
44 can use in this context, \c _surf_cfg_set being the only configuration set
45 currently used in SimGrid. \code
46 #include <xbt/config.h>
47
48 extern xbt_cfg_t _surf_cfg_set;
49
50 int main(int argc, char *argv[]) {
51      MSG_global_init(&argc, argv);
52      
53      xbt_cfg_set_parse(_surf_cfg_set,"Item:Value");
54      
55      // Rest of your code
56 }
57 \endcode
58
59 \section options_model Configuring the platform models
60
61 \subsection options_model_select Selecting the platform models
62
63 SimGrid comes with several network and CPU models built in, and you
64 can change the used model at runtime by changing the passed
65 configuration. The three main configuration items are given below.
66 For each of these items, passing the special \c help value gives
67 you a short description of all possible values. 
68    - \b network/model: specify the used network model
69    - \b cpu/model: specify the used CPU model
70    - \b workstation/model: specify the used workstation model
71
72 As of writting, the accepted network models are the following. Over
73 the time new models can be added, and some experimental models can be
74 removed; check the values on your simulators for an uptodate
75 information. Note that the CM02 model is described in the research report
76 <a href="ftp://ftp.ens-lyon.fr/pub/LIP/Rapports/RR/RR2002/RR2002-40.ps.gz">A
77 Network Model for Simulation of Grid Application</a> while LV08 is
78 described in 
79 <a href="http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf">Accuracy Study and Improvement of Network Simulation in the SimGrid Framework</a>.
80
81   - \b LV08 (default one): Realistic network analytic model
82     (slow-start modeled by multiplying latency by 10.4, bandwidth by
83     .92; bottleneck sharing uses a payload of S=8775 for evaluating RTT)
84   - \b Constant: Simplistic network model where all communication
85     take a constant time (one second). This model provides the lowest
86     realism, but is (marginally) faster.
87   - \b SMPI: Realistic network model specifically tailored for HPC
88     settings (accurate modeling of slow start with correction factors on
89     three intervals: < 1KiB, < 64 KiB, >= 64 KiB). See also \ref
90     options_model_network_coefs "this section" for more info.
91   - \b CM02: Legacy network analytic model (Very similar to LV08, but
92     without corrective factors. The timings of small messages are thus
93     poorly modeled)
94   - \b Reno: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
95     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
96   - \b Reno2: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
97     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
98   - \b Vegas: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
99     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
100
101 If you compiled SimGrid accordingly, you can use packet-level network
102 simulators as network models (see \ref pls). In that case, you have
103 two extra models, described below, and some \ref options_pls "specific
104 additional configuration flags".
105   - \b GTNets: Network pseudo-model using the GTNets simulator instead
106     of an analytic model 
107   - \b NS3: Network pseudo-model using the NS3 tcp model instead of an
108     analytic model      
109
110 Concerning the CPU, we have only one model for now:
111   - \b Cas01: Simplistic CPU model (time=size/power)
112   
113 The workstation concept is the aggregation of a CPU with a network
114 card. Three models exists, but actually, only 2 of them are
115 interesting. The "compound" one is simply due to the way our internal
116 code is organized, and can easily be ignored. So at the end, you have
117 two workstation models: The default one allows to aggregate an
118 existing CPU model with an existing network model, but does not allow
119 parallel tasks because these beasts need some collaboration between
120 the network and CPU model. That is why, ptask_07 is used by default
121 when using SimDag.
122   - \b default: Default workstation model. Currently, CPU:Cas01 and 
123     network:LV08 (with cross traffic enabled)
124   - \b compound: Workstation model that is automatically chosen if
125     you change the network and CPU models
126   - \b ptask_L07: Workstation model somehow similar to Cas01+CM02 but
127     allowing parallel tasks
128   
129 \subsection options_model_optim Optimization level of the platform models
130
131 The network and CPU models that are based on lmm_solve (that
132 is, all our analytical models) accept specific optimization
133 configurations.
134   - items \b network/optim and \b CPU/optim (both default to 'Lazy'):
135     - \b Lazy: Lazy action management (partial invalidation in lmm +
136       heap in action remaining).
137     - \b TI: Trace integration. Highly optimized mode when using
138       availability traces (only available for the Cas01 CPU model for
139       now). 
140     - \b Full: Full update of remaining and variables. Slow but may be
141       useful when debugging.
142   - items \b network/maxmin_selective_update and
143     \b cpu/maxmin_selective_update: configure whether the underlying
144     should be lazily updated or not. It should have no impact on the
145     computed timings, but should speed up the computation. 
146     
147 It is still possible to disable the \c maxmin_selective_update feature
148 because it can reveal counter-productive in very specific scenarios
149 where the interaction level is high. In particular, if all your
150 communication share a given backbone link, you should disable it:
151 without \c maxmin_selective_update, every communications are updated
152 at each step through a simple loop over them. With that feature
153 enabled, every communications will still get updated in this case
154 (because of the dependency induced by the backbone), but through a
155 complicated pattern aiming at following the actual dependencies.
156
157 \subsection options_model_precision Numerical precision of the platform models
158
159 The analytical models handle a lot of floating point values. It is
160 possible to change the epsilon used to update and compare them through
161 the \b maxmin/precision item (default value: 1e-9). Changing it
162 may speedup the simulation by discarding very small actions, at the
163 price of a reduced numerical precision.
164
165 \subsection options_model_network Configuring the Network model
166
167 \subsubsection options_model_network_gamma Maximal TCP window size
168
169 The analytical models need to know the maximal TCP window size to take
170 the TCP congestion mechanism into account. This is set to 20000 by
171 default, but can be changed using the \b network/TCP_gamma item.
172
173 On linux, this value can be retrieved using the following
174 commands. Both give a set of values, and you should use the last one,
175 which is the maximal size.\verbatim
176 cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem # gives the sender window
177 cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem # gives the receiver window
178 \endverbatim
179
180 \subsubsection options_model_network_coefs Corrective simulation factors 
181
182 These factors allow to betterly take the slow start into account.
183 The corresponding values were computed through data fitting one the
184 timings of packet-level simulators. You should not change these values
185 unless you are really certain of what you are doing. See 
186 <a href="http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf">Accuracy Study and Improvement of Network Simulation in the SimGrid Framework</a>
187 for more informations about these coeficients.
188
189 If you are using the SMPI model, these correction coeficients are
190 themselves corrected by constant values depending on the size of the
191 exchange. Again, only hardcore experts should bother about this fact.
192
193 \subsubsection options_model_network_crosstraffic Simulating cross-traffic
194
195 As of SimGrid v3.7, cross-traffic effects can be taken into account in
196 analytical simulations. It means that ongoing and incoming
197 communication flows are treated independently. In addition, the LV08
198 model adds 0.05 of usage on the opposite direction for each new
199 created flow. This can be useful to simulate some important TCP
200 phenomena such as ack compression.
201
202 For that to work, your platform must have two links for each
203 pair of interconnected hosts. An example of usable platform is
204 available in <tt>examples/msg/gtnets/crosstraffic-p.xml</tt>.
205
206 This is activated through the \b network/crosstraffic item, that
207 can be set to 0 (disable this feature) or 1 (enable it).
208
209 \subsubsection options_model_network_coord Coordinated-based network models
210
211 When you want to use network coordinates, as it happens when you use
212 an \<AS\> in your platform file with \c Vivaldi as a routing, you must
213 set the \b network/coordinates to \c yes so that all mandatory
214 initialization are done in the simulator.
215
216 \subsubsection options_model_network_sendergap Simulating sender gap
217
218 (this configuration item is experimental and may change or disapear)
219
220 It is possible to specify a timing gap between consecutive emission on
221 the same network card through the \b network/sender_gap item. This
222 is still under investigation as of writting, and the default value is
223 to wait 0 seconds between emissions (no gap applied).
224
225 \subsubsection options_pls Configuring packet-level pseudo-models
226
227 When using the packet-level pseudo-models, several specific
228 configuration flags are provided to configure the associated tools.
229 There is by far not enough such SimGrid flags to cover every aspects
230 of the associated tools, since we only added the items that we
231 needed ourselves. Feel free to request more items (or even better:
232 provide patches adding more items).
233
234 When using NS3, the only existing item is \b ns3/TcpModel,
235 corresponding to the ns3::TcpL4Protocol::SocketType configuration item
236 in NS3. The only valid values (enforced on the SimGrid side) are
237 'NewReno' or 'Reno' or 'Tahoe'.
238
239 When using GTNeTS, two items exist: 
240  - \b gtnets/jitter, that is a double value to oscillate
241    the link latency, uniformly in random interval
242    [-latency*gtnets_jitter,latency*gtnets_jitter). It defaults to 0.
243  - \b gtnets/jitter_seed, the positive seed used to reproduce jitted
244    results. Its value must be in [1,1e8] and defaults to 10.
245
246 \section options_modelchecking Configuring the Model-Checking
247
248 To enable the experimental SimGrid model-checking support the program should
249 be executed with the command line argument 
250 \verbatim
251 --cfg=model-check:1 
252 \endverbatim
253 Properties are expressed as assertions using the function
254 \verbatim
255 void MC_assert(int prop);
256 \endverbatim
257
258 \section options_virt Configuring the User Process Virtualization
259
260 \subsection options_virt_factory Selecting the virtualization factory
261
262 In SimGrid, the user code is virtualized in a specific mecanism
263 allowing the simulation kernel to control its execution: when a user
264 process requires a blocking action (such as sending a message), it is
265 interrupted, and only gets released when the simulated clock reaches
266 the point where the blocking operation is done.
267
268 In SimGrid, the containers in which user processes are virtualized are
269 called contexts. Several context factory are provided, and you can
270 select the one you want to use with the \b contexts/factory
271 configuration item. Some of the following may not exist on your
272 machine because of portability issues. In any case, the default one
273 should be the most effcient one (please report bugs if the
274 auto-detection fails for you). They are sorted here from the slowest
275 to the most effient:
276  - \b thread: very slow factory using full featured threads (either
277    ptheads or windows native threads) 
278  - \b ucontext: fast factory using System V contexts (or a portability
279    layer of our own on top of Windows fibers)
280  - \b raw: amazingly fast factory using a context switching mecanism
281    of our own, directly implemented in assembly (only available for x86 
282    and amd64 platforms for now)
283
284 The only reason to change this setting is when the debuging tools get
285 fooled by the optimized context factories. Threads are the most
286 debugging-friendly contextes.
287
288 \subsection options_virt_stacksize Adapting the used stack size
289
290 (this only works if you use ucontexts or raw context factories)
291
292 Each virtualized used process is executed using a specific system
293 stack. The size of this stack has a huge impact on the simulation
294 scalability, but its default value is rather large. This is because
295 the error messages that you get when the stack size is too small are
296 rather disturbing: this leads to stack overflow (overwriting other
297 stacks), leading to segfaults with corrupted stack traces.
298
299 If you want to push the scalability limits of your code, you really
300 want to reduce the \b contexts/stack_size item. Its default value
301 is 128 (in Kib), while our Chord simulation works with stacks as small
302 as 16 Kib, for example.
303
304 \subsection options_virt_parallel Running user code in parallel
305
306 Parallel execution of the user code is only considered stable in
307 SimGrid v3.7 and higher. It is described in 
308 <a href="http://hal.inria.fr/inria-00602216/">INRIA RR-7653</a>.
309
310 If you are using the \c ucontext or \c raw context factories, you can
311 request to execute the user code in parallel. Several threads are
312 launched, each of them handling as much user contexts at each run. To
313 actiave this, set the \b contexts/nthreads item to the amount of
314 core that you have in your computer.
315
316 Even if you asked several worker threads using the previous option,
317 you can request to start the parallel execution (and pay the
318 associated synchronization costs) only if the potential parallelism is
319 large enough. For that, set the \b contexts/parallel_threshold
320 item to the minimal amount of user contexts needed to start the
321 parallel execution. In any given simulation round, if that amount is
322 not reached, the contexts will be run sequentially directly by the
323 main thread (thus saving the synchronization costs). Note that this
324 option is mainly useful when the grain of the user code is very fine,
325 because our synchronization is now very efficient.
326
327 When parallel execution is activated, you can choose the
328 synchronization schema used with the \b contexts/synchro item,
329 which value is either:
330  - \b futex: ultra optimized synchronisation schema, based on futexes
331    (fast user-mode mutexes), and thus only available on Linux systems.
332    This is the default mode when available.
333  - \b posix: slow but portable synchronisation using only POSIX
334    primitives.
335  - \b busy_wait: not really a synchronisation: the worker threads
336    constantly request new contexts to execute. It should be the most
337    efficient synchronisation schema, but it loads all the cores of your 
338    machine for no good reason. You probably prefer the other less
339    eager schemas.
340
341 \section options_generic Configuring other aspects of SimGrid
342
343 \subsection options_generic_path XML file inclusion path
344
345 It is possible to specify a list of directories to search into for the
346 \<include\> tag in XML files by using the \b path configuration
347 item. To add several directory to the path, set the configuration
348 item several times, as in \verbatim
349 --cfg=path:toto --cfg=path:tutu
350 \endverbatim
351
352 \subsection options_generic_exit Behavior on Ctrl-C
353
354 By default, when Ctrl-C is pressed, the status of all existing
355 simulated processes is displayed. This is very useful to debug your
356 code, but it can reveal troublesome in some cases (such as when the 
357 amount of processes becomes really big). This behavior is disabled
358 when \b verbose-exit is set to 0 (it is to 1 by default).
359
360 \section options_index Index of all existing configuration items
361
362 - \c contexts/factory: \ref options_virt_factory
363 - \c contexts/nthreads: \ref options_virt_parallel
364 - \c contexts/parallel_threshold: \ref options_virt_parallel
365 - \c contexts/stack_size: \ref options_virt_stacksize
366 - \c contexts/synchro: \ref options_virt_parallel
367
368 - \c cpu/maxmin_selective_update: \ref options_model_optim
369 - \c cpu/model: \ref options_model_select
370 - \c cpu/optim: \ref options_model_optim
371
372 - \c gtnets/jitter: \ref options_pls
373 - \c gtnets/jitter_seed: \ref options_pls
374
375 - \c maxmin/precision: \ref options_model_precision
376
377 - \c network/bandwidth_factor: \ref options_model_network_coefs
378 - \c network/coordinates: \ref options_model_network_coord
379 - \c network/crosstraffic: \ref options_model_network_crosstraffic 
380 - \c network/latency_factor: \ref options_model_network_coefs
381 - \c network/maxmin_selective_update: \ref options_model_optim
382 - \c network/model: \ref options_model_select
383 - \c network/optim: \ref options_model_optim
384 - \c network/sender_gap: \ref options_model_network_sendergap
385 - \c network/TCP_gamma: \ref options_model_network_gamma
386 - \c network/weight_S: \ref options_model_network_coefs
387
388 - \c ns3/TcpModel: \ref options_pls
389
390 - \c path: \ref options_generic_path
391 - \c verbose-exit: \ref options_generic_exit
392
393 - \c workstation/model: \ref options_model_select
394
395 */