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 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  14 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  15
  16 CpuModelPtr surf_cpu_model_pm;
  17 CpuModelPtr surf_cpu_model_vm;
  18 /*************
  19  * Callbacks *
  20  *************/
  21
  22 CpuPtr getActionCpu(CpuActionPtr action) {
  23   return static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  24                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  25                                          action->getVariable(), 0)));
  26 }
  27
  28 surf_callback(void, CpuPtr) cpuCreatedCallbacks;
  29 surf_callback(void, CpuPtr) cpuDestructedCallbacks;
  30 surf_callback(void, CpuPtr, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  31 surf_callback(void, CpuActionPtr, 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   CpuActionPtr action;
  56   while ((!getActionHeap()->empty())
  57          && (double_equals(getActionHeap()->topKey(), now, sg_surf_precision))) {
  58
  59     action = static_cast<CpuActionPtr>(getActionHeap()->topValue());
  60     getActionHeap()->pop();
  61     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  62 #ifdef HAVE_TRACING
  63     if (TRACE_is_enabled()) {
  64       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  65       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  66                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  67                                       action->getLastUpdate(),
  68                                       now - action->getLastUpdate());
  69     }
  70 #endif
  71
  72     action->finish();
  73     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  74
  75     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  76     action->setRemains(0);
  77     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  78   }
  79 #ifdef HAVE_TRACING
  80   if (TRACE_is_enabled()) {
  81     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  82     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  83     double smaller = -1;
  84     ActionListPtr actionSet = getRunningActionSet();
  85     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  86        ; it != itend ; ++it) {
  87       action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
  88         if (smaller < 0) {
  89           smaller = action->getLastUpdate();
  90           continue;
  91         }
  92         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  93           smaller = action->getLastUpdate();
  94         }
  95     }
  96     if (smaller > 0) {
  97       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  98     }
  99   }
 100 #endif
 101   return;
 102 }
 103
 104 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
 105 {
 106   CpuActionPtr action = NULL;
 107   ActionListPtr running_actions = getRunningActionSet();
 108
 109   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
 110      ; it != itend ; it=itNext) {
 111         ++itNext;
 112     action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
 113 #ifdef HAVE_TRACING
 114     if (TRACE_is_enabled()) {
 115       CpuPtr x = (CpuPtr) lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
 116                               (getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0));
 117
 118       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 119                                       action->getCategory(),
 120                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 121                                       now - delta,
 122                                       delta);
 123       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 124     }
 125 #endif
 126
 127     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 128
 129
 130     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 131       action->updateMaxDuration(delta);
 132
 133
 134     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 135         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 136       action->finish();
 137       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 138     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 139                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 140       action->finish();
 141       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 142     }
 143   }
 144
 145   return;
 146 }
 147
 148 /************
 149  * Resource *
 150  ************/
 151
 152 Cpu::Cpu(){
 153   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 154 }
 155
 156 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 157                  int core, double powerPeak, double powerScale)
 158  : Resource(model, name, props)
 159  , m_core(core)
 160  , m_powerPeak(powerPeak)
 161  , m_powerScale(powerScale)
 162  , p_constraintCore(NULL)
 163  , p_constraintCoreId(NULL)
 164 {
 165   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 166 }
 167
 168 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 169                  lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 170  : Resource(model, name, props, constraint)
 171  , m_core(core)
 172  , m_powerPeak(powerPeak)
 173  , m_powerScale(powerScale)
 174 {
 175   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 176   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 177   if (core > 1)
 178     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 179
 180   p_constraintCore = NULL;
 181   p_constraintCoreId = NULL;
 182   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 183         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 184         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 185
 186     int i;
 187     for (i = 0; i < core; i++) {
 188       /* just for a unique id, never used as a string. */
 189       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 190       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 191     }
 192   }
 193 }
 194
 195 Cpu::~Cpu(){
 196   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 197   if (p_constraintCoreId){
 198     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 199           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 200     }
 201     xbt_free(p_constraintCore);
 202   }
 203   if (p_constraintCoreId)
 204     xbt_free(p_constraintCoreId);
 205 }
 206
 207 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 208 {
 209   return m_powerPeak;
 210 }
 211
 212 double Cpu::getSpeed(double load)
 213 {
 214   return load * m_powerPeak;
 215 }
 216
 217 double Cpu::getAvailableSpeed()
 218 {
 219 /* number between 0 and 1 */
 220   return m_powerScale;
 221 }
 222
 223 int Cpu::getCore()
 224 {
 225   return m_core;
 226 }
 227
 228 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 229 {
 230   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 231   Resource::setState(state);
 232   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 233 }
 234 /**********
 235  * Action *
 236  **********/
 237
 238 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 239 {
 240   double delta = 0.0;
 241
 242   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 243       "You're updating an action that is not running.");
 244
 245   /* bogus priority, skip it */
 246   xbt_assert(getPriority() > 0,
 247       "You're updating an action that seems suspended.");
 248
 249   delta = now - m_lastUpdate;
 250
 251   if (m_remains > 0) {
 252     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 253     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 254
 255 #ifdef HAVE_TRACING
 256     if (TRACE_is_enabled()) {
 257       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 258       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 259     }
 260 #endif
 261     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 262   }
 263
 264   m_lastUpdate = now;
 265   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 266 }
 267
 268 /*
 269  *
 270  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 271  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 272  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 273  * per-core constraint object.
 274  *
 275  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 276  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 277  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 278  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 279  * considering given CPU affinities and task activities.
 280  *
 281  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 282  * multiple cores?
 283  *
 284  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 285  * action object does not have the information about the location where the
 286  * action is being executed.
 287  */
 288 void CpuAction::setAffinity(CpuPtr cpu, unsigned long mask)
 289 {
 290   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 291   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 292
 293   {
 294     unsigned long nbits = 0;
 295
 296     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 297     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 298       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 299       if (has_affinity)
 300         nbits += 1;
 301     }
 302
 303     if (nbits > 1) {
 304       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 305       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 306       DIE_IMPOSSIBLE;
 307     }
 308   }
 309
 310   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 311     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 312     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 313
 314     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 315     if (has_affinity) {
 316       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 317        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 318        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 319        * that future host.
 320        *
 321        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 322        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 323        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 324        * system. But, this will make the system complex. */
 325       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 326       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 327     }
 328   }
 329
 330   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 331     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 332   }
 333   XBT_OUT();
 334 }
 335
 336 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 337   e_surf_action_state_t old = getState();
 338   Action::setState(state);
 339   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 340 }