src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2015. 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 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  14 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  15
  16 CpuModel *surf_cpu_model_pm;
  17 CpuModel *surf_cpu_model_vm;
  18 /*************
  19  * Callbacks *
  20  *************/
  21
  22 Cpu *getActionCpu(CpuAction *action) {
  23   return static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  24                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  25                                          action->getVariable(), 0)));
  26 }
  27
  28 surf_callback(void, Cpu*) cpuCreatedCallbacks;
  29 surf_callback(void, Cpu*) cpuDestructedCallbacks;
  30 surf_callback(void, Cpu*, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  31 surf_callback(void, CpuAction*, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  32
  33 void cpu_parse_init(sg_platf_host_cbarg_t host){
  34   surf_cpu_model_pm->createCpu(
  35         host->id,
  36         host->power_peak,
  37         host->pstate,
  38         host->power_scale,
  39         host->power_trace,
  40         host->core_amount,
  41         host->initial_state,
  42         host->state_trace,
  43         host->properties);
  44 }
  45
  46 void cpu_add_traces(){
  47   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  48 }
  49
  50 /*********
  51  * Model *
  52  *********/
  53 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  54 {
  55   CpuAction *action;
  56   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  57          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  58     action = static_cast<CpuAction*>(xbt_heap_pop(getActionHeap()));
  59     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  60     if (TRACE_is_enabled()) {
  61       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  62       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  63                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  64                                       action->getLastUpdate(),
  65                                       now - action->getLastUpdate());
  66     }
  67
  68     action->finish();
  69     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  70
  71     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  72     action->setRemains(0);
  73     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  74     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  75   }
  76   if (TRACE_is_enabled()) {
  77     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  78     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  79     double smaller = -1;
  80     ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  81     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  82        ; it != itend ; ++it) {
  83       action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
  84         if (smaller < 0) {
  85           smaller = action->getLastUpdate();
  86           continue;
  87         }
  88         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  89           smaller = action->getLastUpdate();
  90         }
  91     }
  92     if (smaller > 0) {
  93       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  94     }
  95   }
  96   return;
  97 }
  98
  99 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
 100 {
 101   CpuAction *action = NULL;
 102   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
 103
 104   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
 105      ; it != itend ; it=itNext) {
 106         ++itNext;
 107     action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
 108     if (TRACE_is_enabled()) {
 109       Cpu *x = static_cast<Cpu*> (lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)) );
 110
 111       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 112                                       action->getCategory(),
 113                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 114                                       now - delta,
 115                                       delta);
 116       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 117     }
 118
 119     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 120
 121
 122     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 123       action->updateMaxDuration(delta);
 124
 125
 126     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 127         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 128       action->finish();
 129       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 130     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 131                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 132       action->finish();
 133       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 134     }
 135   }
 136
 137   return;
 138 }
 139
 140 /************
 141  * Resource *
 142  ************/
 143
 144 Cpu::Cpu(){
 145   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 146 }
 147
 148 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 149                  int core, double powerPeak, double powerScale)
 150  : Resource(model, name, props)
 151  , m_core(core)
 152  , m_powerPeak(powerPeak)
 153  , m_powerScale(powerScale)
 154  , p_constraintCore(NULL)
 155  , p_constraintCoreId(NULL)
 156 {
 157   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 158 }
 159
 160 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 161                  lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 162  : Resource(model, name, props, constraint)
 163  , m_core(core)
 164  , m_powerPeak(powerPeak)
 165  , m_powerScale(powerScale)
 166 {
 167   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 168   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 169   if (core > 1)
 170     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 171
 172   p_constraintCore = NULL;
 173   p_constraintCoreId = NULL;
 174   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 175         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 176         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 177
 178     int i;
 179     for (i = 0; i < core; i++) {
 180       /* just for a unique id, never used as a string. */
 181       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 182       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 183     }
 184   }
 185 }
 186
 187 Cpu::~Cpu(){
 188   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 189   if (p_constraintCoreId){
 190     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 191           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 192     }
 193     xbt_free(p_constraintCore);
 194   }
 195   if (p_constraintCoreId)
 196     xbt_free(p_constraintCoreId);
 197 }
 198
 199 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 200 {
 201   return m_powerPeak;
 202 }
 203
 204 double Cpu::getSpeed(double load)
 205 {
 206   return load * m_powerPeak;
 207 }
 208
 209 double Cpu::getAvailableSpeed()
 210 {
 211 /* number between 0 and 1 */
 212   return m_powerScale;
 213 }
 214
 215 int Cpu::getCore()
 216 {
 217   return m_core;
 218 }
 219
 220 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 221 {
 222   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 223   Resource::setState(state);
 224   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 225 }
 226 /**********
 227  * Action *
 228  **********/
 229
 230 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 231 {
 232   double delta = 0.0;
 233
 234   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 235       "You're updating an action that is not running.");
 236
 237   /* bogus priority, skip it */
 238   xbt_assert(getPriority() > 0,
 239       "You're updating an action that seems suspended.");
 240
 241   delta = now - m_lastUpdate;
 242
 243   if (m_remains > 0) {
 244     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 245     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 246
 247     if (TRACE_is_enabled()) {
 248       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 249       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 250     }
 251     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 252   }
 253
 254   m_lastUpdate = now;
 255   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 256 }
 257
 258 /*
 259  *
 260  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 261  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 262  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 263  * per-core constraint object.
 264  *
 265  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 266  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 267  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 268  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 269  * considering given CPU affinities and task activities.
 270  *
 271  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 272  * multiple cores?
 273  *
 274  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 275  * action object does not have the information about the location where the
 276  * action is being executed.
 277  */
 278 void CpuAction::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask)
 279 {
 280   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 281   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 282
 283   {
 284     unsigned long nbits = 0;
 285
 286     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 287     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 288       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 289       if (has_affinity)
 290         nbits += 1;
 291     }
 292
 293     if (nbits > 1) {
 294       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 295       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 296       DIE_IMPOSSIBLE;
 297     }
 298   }
 299
 300   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 301     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 302     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 303
 304     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 305     if (has_affinity) {
 306       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 307        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 308        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 309        * that future host.
 310        *
 311        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 312        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 313        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 314        * system. But, this will make the system complex. */
 315       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 316       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 317     }
 318   }
 319
 320   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 321     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 322   }
 323   XBT_OUT();
 324 }
 325
 326 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 327   e_surf_action_state_t old = getState();
 328   Action::setState(state);
 329   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 330 }