src/kernel/routing/AsImpl.cpp

   1 /* Copyright (c) 2006-2016. 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 "xbt/log.h"
   7
   8 #include "simgrid/s4u/host.hpp"
   9 #include "src/kernel/routing/AsImpl.hpp"
  10 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  11 #include "src/surf/network_interface.hpp" // Link FIXME: move to proper header
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(AsImpl,surf, "Implementation of S4U autonomous systems");
  14
  15 namespace simgrid {
  16   namespace kernel {
  17   namespace routing {
  18
  19   AsImpl::AsImpl(As* father, const char* name) : As(father, name)
  20   {
  21     xbt_assert(nullptr == xbt_lib_get_or_null(as_router_lib, name, ROUTING_ASR_LEVEL),
  22                "Refusing to create a second AS called '%s'.", name);
  23
  24     netcard_ = new NetCardImpl(name, NetCard::Type::As, static_cast<AsImpl*>(father));
  25     xbt_lib_set(as_router_lib, name, ROUTING_ASR_LEVEL, static_cast<void*>(netcard_));
  26     XBT_DEBUG("AS '%s' created with the id '%d'", name, netcard_->id());
  27   }
  28   AsImpl::~AsImpl() = default;
  29
  30   simgrid::s4u::Host* AsImpl::createHost(const char* name, std::vector<double>* speedPerPstate, int coreAmount)
  31   {
  32     simgrid::s4u::Host* res = new simgrid::s4u::Host(name);
  33
  34     if (hierarchy_ == RoutingMode::unset)
  35       hierarchy_ = RoutingMode::base;
  36
  37     res->pimpl_netcard = new NetCardImpl(name, NetCard::Type::Host, this);
  38
  39     surf_cpu_model_pm->createCpu(res, speedPerPstate, coreAmount);
  40
  41     return res;
  42   }
  43
  44   void AsImpl::getOneLinkRoutes(std::vector<Onelink*>* accumulator)
  45   {
  46     // recursing only. I have no route myself :)
  47     char* key;
  48     xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
  49     AsImpl* rc_child;
  50     xbt_dict_foreach (children(), cursor, key, rc_child) {
  51       rc_child->getOneLinkRoutes(accumulator);
  52     }
  53   }
  54
  55   /** @brief Get the common ancestor and its first children in each line leading to src and dst
  56    *
  57    * In the recursive case, this sets common_ancestor, src_ancestor and dst_ancestor are set as follows.
  58    * @verbatim
  59    *         platform root
  60    *               |
  61    *              ...                <- possibly long path
  62    *               |
  63    *         common_ancestor
  64    *           /        \
  65    *          /          \
  66    *         /            \          <- direct links
  67    *        /              \
  68    *       /                \
  69    *  src_ancestor     dst_ancestor  <- must be different in the recursive case
  70    *      |                   |
  71    *     ...                 ...     <-- possibly long pathes (one hop or more)
  72    *      |                   |
  73    *     src                 dst
  74    *  @endverbatim
  75    *
  76    *  In the base case (when src and dst are in the same AS), things are as follows:
  77    *  @verbatim
  78    *                  platform root
  79    *                        |
  80    *                       ...                      <-- possibly long path
  81    *                        |
  82    * common_ancestor==src_ancestor==dst_ancestor    <-- all the same value
  83    *                   /        \
  84    *                  /          \                  <-- direct links (exactly one hop)
  85    *                 /            \
  86    *              src              dst
  87    *  @endverbatim
  88    *
  89    * A specific recursive case occurs when src is the ancestor of dst. In this case,
  90    * the base case routing should be used so the common_ancestor is specifically set
  91    * to src_ancestor==dst_ancestor.
  92    * Naturally, things are completely symmetrical if dst is the ancestor of src.
  93    * @verbatim
  94    *            platform root
  95    *                  |
  96    *                 ...                <-- possibly long path
  97    *                  |
  98    *  src == src_ancestor==dst_ancestor==common_ancestor <-- same value
  99    *                  |
 100    *                 ...                <-- possibly long path (one hop or more)
 101    *                  |
 102    *                 dst
 103    *  @endverbatim
 104    */
 105   static void find_common_ancestors(NetCard* src, NetCard* dst,
 106                                     /* OUT */ AsImpl** common_ancestor, AsImpl** src_ancestor, AsImpl** dst_ancestor)
 107   {
 108     /* Deal with the easy base case */
 109     if (src->containingAS() == dst->containingAS()) {
 110       *common_ancestor = src->containingAS();
 111       *src_ancestor    = *common_ancestor;
 112       *dst_ancestor    = *common_ancestor;
 113       return;
 114     }
 115
 116     /* engage the full recursive search */
 117
 118     /* (1) find the path to root of src and dst*/
 119     AsImpl* src_as = src->containingAS();
 120     AsImpl* dst_as = dst->containingAS();
 121
 122     xbt_assert(src_as, "Host %s must be in an AS", src->name().c_str());
 123     xbt_assert(dst_as, "Host %s must be in an AS", dst->name().c_str());
 124
 125     /* (2) find the path to the root routing component */
 126     std::vector<AsImpl*> path_src;
 127     AsImpl* current = src->containingAS();
 128     while (current != nullptr) {
 129       path_src.push_back(current);
 130       current = static_cast<AsImpl*>(current->father());
 131     }
 132     std::vector<AsImpl*> path_dst;
 133     current = dst->containingAS();
 134     while (current != nullptr) {
 135       path_dst.push_back(current);
 136       current = static_cast<AsImpl*>(current->father());
 137     }
 138
 139     /* (3) find the common father.
 140      * Before that, index_src and index_dst may be different, they both point to nullptr in path_src/path_dst
 141      * So we move them down simultaneously as long as they point to the same content.
 142      *
 143      * This works because all SimGrid platform have a unique root element (that is the last element of both paths).
 144      */
 145     AsImpl* father = nullptr; // the AS we dropped on the previous loop iteration
 146     while (path_src.size() > 1 && path_dst.size() > 1 &&
 147            path_src.at(path_src.size() - 1) == path_dst.at(path_dst.size() - 1)) {
 148       father = path_src.at(path_src.size() - 1);
 149       path_src.pop_back();
 150       path_dst.pop_back();
 151     }
 152
 153     /* (4) we found the difference at least. Finalize the returned values */
 154     *src_ancestor = path_src.at(path_src.size() - 1); /* the first different father of src */
 155     *dst_ancestor = path_dst.at(path_dst.size() - 1); /* the first different father of dst */
 156     if (*src_ancestor == *dst_ancestor) {             // src is the ancestor of dst, or the contrary
 157       *common_ancestor = *src_ancestor;
 158     } else {
 159       *common_ancestor = father;
 160     }
 161   }
 162
 163   /* PRECONDITION: this is the common ancestor of src and dst */
 164   bool AsImpl::getBypassRoute(routing::NetCard* src, routing::NetCard* dst,
 165                               /* OUT */ std::vector<surf::Link*>* links, double* latency)
 166   {
 167     // If never set a bypass route return nullptr without any further computations
 168     XBT_DEBUG("generic_get_bypassroute from %s to %s", src->name().c_str(), dst->name().c_str());
 169     if (bypassRoutes_.empty())
 170       return false;
 171
 172     /* Base case, no recursion is needed */
 173     if (dst->containingAS() == this && src->containingAS() == this) {
 174       if (bypassRoutes_.find({src, dst}) != bypassRoutes_.end()) {
 175         AsRoute* bypassedRoute = bypassRoutes_.at({src, dst});
 176         for (surf::Link* link : bypassedRoute->links) {
 177           links->push_back(link);
 178           if (latency)
 179             *latency += link->latency();
 180         }
 181         XBT_DEBUG("Found a bypass route with %zu links", bypassedRoute->links.size());
 182         return true;
 183       }
 184       return false;
 185     }
 186
 187     /* Engage recursive search */
 188
 189
 190     /* (1) find the path to the root routing component */
 191     std::vector<AsImpl*> path_src;
 192     As* current = src->containingAS();
 193     while (current != nullptr) {
 194       path_src.push_back(static_cast<AsImpl*>(current));
 195       current = current->father_;
 196     }
 197
 198     std::vector<AsImpl*> path_dst;
 199     current = dst->containingAS();
 200     while (current != nullptr) {
 201       path_dst.push_back(static_cast<AsImpl*>(current));
 202       current = current->father_;
 203     }
 204
 205     /* (2) find the common father */
 206     while (path_src.size() > 1 && path_dst.size() > 1 &&
 207            path_src.at(path_src.size() - 1) == path_dst.at(path_dst.size() - 1)) {
 208       path_src.pop_back();
 209       path_dst.pop_back();
 210     }
 211
 212     int max_index_src = path_src.size() - 1;
 213     int max_index_dst = path_dst.size() - 1;
 214
 215     int max_index = std::max(max_index_src, max_index_dst);
 216
 217     /* (3) Search for a bypass making the path up to the ancestor useless */
 218     AsRoute* bypassedRoute = nullptr;
 219     std::pair<kernel::routing::NetCard*, kernel::routing::NetCard*> key;
 220     for (int max = 0; max <= max_index; max++) {
 221       for (int i = 0; i < max; i++) {
 222         if (i <= max_index_src && max <= max_index_dst) {
 223           key = {path_src.at(i)->netcard_, path_dst.at(max)->netcard_};
 224           if (bypassRoutes_.find(key) != bypassRoutes_.end()) {
 225             bypassedRoute = bypassRoutes_.at(key);
 226             break;
 227           }
 228         }
 229         if (max <= max_index_src && i <= max_index_dst) {
 230           key = {path_src.at(max)->netcard_, path_dst.at(i)->netcard_};
 231           if (bypassRoutes_.find(key) != bypassRoutes_.end()) {
 232             bypassedRoute = bypassRoutes_.at(key);
 233             break;
 234           }
 235         }
 236       }
 237
 238       if (bypassedRoute)
 239         break;
 240
 241       if (max <= max_index_src && max <= max_index_dst) {
 242         key = {path_src.at(max)->netcard_, path_dst.at(max)->netcard_};
 243         if (bypassRoutes_.find(key) != bypassRoutes_.end()) {
 244           bypassedRoute = bypassRoutes_.at(key);
 245           break;
 246         }
 247       }
 248     }
 249
 250     /* (4) If we have the bypass, use it. If not, caller will do the Right Thing. */
 251     if (bypassedRoute) {
 252       if (src != key.first)
 253         getRouteRecursive(src, const_cast<NetCard*>(bypassedRoute->gw_src), links, latency);
 254       for (surf::Link* link : bypassedRoute->links) {
 255         links->push_back(link);
 256         if (latency)
 257           *latency += link->latency();
 258       }
 259       if (dst != key.second)
 260         getRouteRecursive(const_cast<NetCard*>(bypassedRoute->gw_dst), dst, links, latency);
 261       return true;
 262     }
 263     return false;
 264     }
 265
 266     /**
 267      * \brief Recursive function for getRouteAndLatency
 268      *
 269      * \param src the source host
 270      * \param dst the destination host
 271      * \param links Where to store the links and the gw information
 272      * \param latency If not nullptr, the latency of all links will be added in it
 273      */
 274     void AsImpl::getRouteRecursive(routing::NetCard *src, routing::NetCard *dst,
 275         /* OUT */ std::vector<surf::Link*> * links, double *latency)
 276     {
 277       s_sg_platf_route_cbarg_t route;
 278       memset(&route,0,sizeof(route));
 279
 280       XBT_DEBUG("Solve route/latency \"%s\" to \"%s\"", src->name().c_str(), dst->name().c_str());
 281
 282       /* Find how src and dst are interconnected */
 283       AsImpl *common_ancestor, *src_ancestor, *dst_ancestor;
 284       find_common_ancestors(src, dst, &common_ancestor, &src_ancestor, &dst_ancestor);
 285       XBT_DEBUG("elements_father: common ancestor '%s' src ancestor '%s' dst ancestor '%s'",
 286           common_ancestor->name(), src_ancestor->name(), dst_ancestor->name());
 287
 288       /* Check whether a direct bypass is defined. If so, use it and bail out */
 289       if (common_ancestor->getBypassRoute(src, dst, links, latency))
 290         return;
 291
 292       /* If src and dst are in the same AS, life is good */
 293       if (src_ancestor == dst_ancestor) {       /* SURF_ROUTING_BASE */
 294         route.link_list = links;
 295         common_ancestor->getRouteAndLatency(src, dst, &route, latency);
 296         return;
 297       }
 298
 299       /* Not in the same AS, no bypass. We'll have to find our path between the ASes recursively*/
 300
 301       route.link_list = new std::vector<surf::Link*>();
 302
 303       common_ancestor->getRouteAndLatency(src_ancestor->netcard_, dst_ancestor->netcard_, &route, latency);
 304       xbt_assert((route.gw_src != nullptr) && (route.gw_dst != nullptr), "bad gateways for route from \"%s\" to \"%s\"",
 305                  src->name().c_str(), dst->name().c_str());
 306
 307       /* If source gateway is not our source, we have to recursively find our way up to this point */
 308       if (src != route.gw_src)
 309         getRouteRecursive(src, route.gw_src, links, latency);
 310       for (auto link: *route.link_list)
 311         links->push_back(link);
 312       delete route.link_list;
 313
 314       /* If dest gateway is not our destination, we have to recursively find our way from this point */
 315       if (route.gw_dst != dst)
 316         getRouteRecursive(route.gw_dst, dst, links, latency);
 317
 318     }
 319
 320 }}} // namespace