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Extend Link interface in order to handle links with multiple bandwidths.
[simgrid.git] / src / surf / network_interface.hpp
index 8db0f58..e0cb080 100644 (file)
@@ -1,5 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2004-2015. The SimGrid Team.
- * All rights reserved.                                                     */
+/* Copyright (c) 2004-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
 #ifndef SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
 #define SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
 
-#include <xbt/base.h>
-
-#include <unordered_map>
-
-#include "xbt/fifo.h"
-#include "xbt/dict.h"
-#include "surf_interface.hpp"
-#include "surf_routing.hpp"
+#include "simgrid/kernel/resource/Model.hpp"
+#include "simgrid/kernel/resource/Resource.hpp"
+#include "simgrid/s4u/Link.hpp"
+#include "src/kernel/lmm/maxmin.hpp"
 #include "src/surf/PropertyHolder.hpp"
 
-#include "simgrid/link.h"
+#include <list>
+#include <unordered_map>
 
 /***********
  * Classes *
  ***********/
 
 namespace simgrid {
-  namespace surf {
-
-    class NetworkAction;
-
-    /** @brief Callback signal fired when the state of a NetworkAction changes
-     *  Signature: `void(NetworkAction *action, simgrid::surf::Action::State old, simgrid::surf::Action::State current)` */
-    XBT_PUBLIC_DATA(simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::NetworkAction*, simgrid::surf::Action::State, simgrid::surf::Action::State)>) networkActionStateChangedCallbacks;
-
-  }
-}
+namespace kernel {
+namespace resource {
 /*********
  * Model *
  *********/
 
-namespace simgrid {
-  namespace surf {
-
-    /** @ingroup SURF_network_interface
-     * @brief SURF network model interface class
-     * @details A model is an object which handles the interactions between its Resources and its Actions
-     */
-    class NetworkModel : public Model {
-    public:
-      /** @brief Constructor */
-      NetworkModel() : Model() { }
-
-      /** @brief Destructor */
-      ~NetworkModel() override;
-
-      /**
-       * @brief Create a Link
-       *
-       * @param name The name of the Link
-       * @param bandwidth The initial bandwidth of the Link in bytes per second
-       * @param latency The initial latency of the Link in seconds
-       * @param policy The sharing policy of the Link
-       * @param props Dictionary of properties associated to this Link
-       */
-      virtual Link* createLink(const char *name, double bandwidth, double latency,
-          e_surf_link_sharing_policy_t policy, xbt_dict_t properties)=0;
-
-      /**
-       * @brief Create a communication between two hosts.
-       * @details It makes calls to the routing part, and execute the communication
-       *          between the two end points.
-       *
-       * @param src The source of the communication
-       * @param dst The destination of the communication
-       * @param size The size of the communication in bytes
-       * @param rate Allows to limit the transfer rate. Negative value means
-       * unlimited.
-       * @return The action representing the communication
-       */
-      virtual Action* communicate(simgrid::s4u::Host* src, simgrid::s4u::Host* dst, double size, double rate) = 0;
-
-      /** @brief Function pointer to the function to use to solve the lmm_system_t
-       *
-       * @param system The lmm_system_t to solve
-       */
-      void (*f_networkSolve)(lmm_system_t) = lmm_solve;
-
-      /**
-       * @brief Get the right multiplicative factor for the latency.
-       * @details Depending on the model, the effective latency when sending
-       * a message might be different from the theoretical latency of the link,
-       * in function of the message size. In order to account for this, this
-       * function gets this factor.
-       *
-       * @param size The size of the message.
-       * @return The latency factor.
-       */
-      virtual double latencyFactor(double size);
-
-      /**
-       * @brief Get the right multiplicative factor for the bandwidth.
-       * @details Depending on the model, the effective bandwidth when sending
-       * a message might be different from the theoretical bandwidth of the link,
-       * in function of the message size. In order to account for this, this
-       * function gets this factor.
-       *
-       * @param size The size of the message.
-       * @return The bandwidth factor.
-       */
-      virtual double bandwidthFactor(double size);
-
-      /**
-       * @brief Get definitive bandwidth.
-       * @details It gives the minimum bandwidth between the one that would
-       * occur if no limitation was enforced, and the one arbitrary limited.
-       * @param rate The desired maximum bandwidth.
-       * @param bound The bandwidth with only the network taken into account.
-       * @param size The size of the message.
-       * @return The new bandwidth.
-       */
-      virtual double bandwidthConstraint(double rate, double bound, double size);
-      double nextOccuringEventFull(double now) override;
-    };
-
-    /************
-     * Resource *
-     ************/
-    /** @ingroup SURF_network_interface
-     * @brief SURF network link interface class
-     * @details A Link represents the link between two [hosts](\ref simgrid::surf::HostImpl)
-     */
-    class Link :
-        public simgrid::surf::Resource,
-        public simgrid::surf::PropertyHolder {
-        public:
-
-      /** @brief Constructor of non-LMM links */
-      Link(simgrid::surf::NetworkModel *model, const char *name, xbt_dict_t props);
-      /** @brief Constructor of LMM links */
-      Link(simgrid::surf::NetworkModel *model, const char *name, xbt_dict_t props, lmm_constraint_t constraint);
-
-      /* Link destruction logic */
-      /**************************/
-        protected:
-      ~Link() override;
-        public:
-      void destroy(); // Must be called instead of the destructor
-        private:
-      bool currentlyDestroying_ = false;
-
-        public:
-      /** @brief Callback signal fired when a new Link is created.
-       *  Signature: void(Link*) */
-      static simgrid::xbt::signal<void(surf::Link*)> onCreation;
-
-      /** @brief Callback signal fired when a Link is destroyed.
-       *  Signature: void(Link*) */
-      static simgrid::xbt::signal<void(surf::Link*)> onDestruction;
-
-      /** @brief Callback signal fired when the state of a Link changes (when it is turned on or off)
-       *  Signature: `void(Link*)` */
-      static simgrid::xbt::signal<void(surf::Link*)> onStateChange;
-
-      /** @brief Callback signal fired when a communication starts
-       *  Signature: `void(NetworkAction *action, host *src, host *dst)` */
-      static simgrid::xbt::signal<void(surf::NetworkAction*, s4u::Host* src, s4u::Host* dst)> onCommunicate;
-
-      /** @brief Get the bandwidth in bytes per second of current Link */
-      virtual double bandwidth();
-
-      /** @brief Update the bandwidth in bytes per second of current Link */
-      virtual void setBandwidth(double value) = 0;
-
-      /** @brief Get the latency in seconds of current Link */
-      virtual double latency();
-
-      /** @brief Update the latency in seconds of current Link */
-      virtual void setLatency(double value) = 0;
-
-      /** @brief The sharing policy is a @{link e_surf_link_sharing_policy_t::EType} (0: FATPIPE, 1: SHARED, 2: FULLDUPLEX) */
-      virtual int sharingPolicy();
-
-      /** @brief Check if the Link is used */
-      bool isUsed() override;
-
-      void turnOn() override;
-      void turnOff() override;
-
-      virtual void setStateTrace(tmgr_trace_t trace); /*< setup the trace file with states events (ON or OFF). Trace must contain boolean values. */
-      virtual void setBandwidthTrace(tmgr_trace_t trace); /*< setup the trace file with bandwidth events (peak speed changes due to external load). Trace must contain percentages (value between 0 and 1). */
-      virtual void setLatencyTrace(tmgr_trace_t trace); /*< setup the trace file with latency events (peak latency changes due to external load). Trace must contain absolute values */
-
-      tmgr_trace_iterator_t stateEvent_ = nullptr;
-      s_surf_metric_t latency_          = {1.0, 0, nullptr};
-      s_surf_metric_t bandwidth_        = {1.0, 0, nullptr};
-
-      /* User data */
-        public:
-      void *getData()        { return userData;}
-      void  setData(void *d) { userData=d;}
-        private:
-      void *userData = nullptr;
-
-      /* List of all links. FIXME: should move to the Engine */
-        private:
-      static std::unordered_map<std::string, Link *> *links;
-        public:
-      static Link *byName(const char* name);
-      static int linksCount();
-      static Link **linksList();
-      static void linksExit();
-    };
-
-    /**********
-     * Action *
-     **********/
-    /** @ingroup SURF_network_interface
-     * @brief SURF network action interface class
-     * @details A NetworkAction represents a communication between two [hosts](\ref HostImpl)
-     */
-    class NetworkAction : public simgrid::surf::Action {
-    public:
-      /** @brief Constructor
-       *
-       * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
-       * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
-       * @param failed [description]
-       */
-      NetworkAction(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed)
-    : simgrid::surf::Action(model, cost, failed) {}
-
-      /**
-       * @brief NetworkAction constructor
-       *
-       * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
-       * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
-       * @param failed [description]
-       * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a
-       * LMM component
-       */
-      NetworkAction(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var)
-      : simgrid::surf::Action(model, cost, failed, var) {};
-
-      void setState(simgrid::surf::Action::State state) override;
-
-      double latency_;
-      double latCurrent_;
-      double weight_;
-      double rate_;
-      const char* senderLinkName_;
-      double senderSize_;
-      xbt_fifo_item_t senderFifoItem_;
-    };
-  }
-}
+/** @ingroup SURF_network_interface
+ * @brief SURF network model interface class
+ * @details A model is an object which handles the interactions between its Resources and its Actions
+ */
+class NetworkModel : public Model {
+public:
+  static config::Flag<double> cfg_tcp_gamma;
+  static config::Flag<bool> cfg_crosstraffic;
+
+  explicit NetworkModel(Model::UpdateAlgo algo) : Model(algo) {}
+  NetworkModel(const NetworkModel&) = delete;
+  NetworkModel& operator=(const NetworkModel&) = delete;
+  ~NetworkModel() override;
+
+  /**
+   * @brief Create a Link
+   *
+   * @param name The name of the Link
+   * @param bandwidth The initial bandwidth of the Link in bytes per second
+   * @param latency The initial latency of the Link in seconds
+   * @param policy The sharing policy of the Link
+   */
+  virtual LinkImpl* create_link(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
+                                s4u::Link::SharingPolicy policy) = 0;
+
+  /**
+   * @brief Create a communication between two hosts.
+   * @details It makes calls to the routing part, and execute the communication between the two end points.
+   *
+   * @param src The source of the communication
+   * @param dst The destination of the communication
+   * @param size The size of the communication in bytes
+   * @param rate Allows to limit the transfer rate. Negative value means unlimited.
+   * @return The action representing the communication
+   */
+  virtual Action* communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate) = 0;
+
+  /**
+   * @brief Get the right multiplicative factor for the latency.
+   * @details Depending on the model, the effective latency when sending a message might be different from the
+   * theoretical latency of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function gets
+   * this factor.
+   *
+   * @param size The size of the message.
+   * @return The latency factor.
+   */
+  virtual double get_latency_factor(double size);
+
+  /**
+   * @brief Get the right multiplicative factor for the bandwidth.
+   * @details Depending on the model, the effective bandwidth when sending a message might be different from the
+   * theoretical bandwidth of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function
+   * gets this factor.
+   *
+   * @param size The size of the message.
+   * @return The bandwidth factor.
+   */
+  virtual double get_bandwidth_factor(double size);
+
+  /**
+   * @brief Get definitive bandwidth.
+   * @details It gives the minimum bandwidth between the one that would occur if no limitation was enforced, and the
+   * one arbitrary limited.
+   * @param rate The desired maximum bandwidth.
+   * @param bound The bandwidth with only the network taken into account.
+   * @param size The size of the message.
+   * @return The new bandwidth.
+   */
+  virtual double get_bandwidth_constraint(double rate, double bound, double size);
+  double next_occuring_event_full(double now) override;
+
+  LinkImpl* loopback_ = nullptr;
+};
+
+/************
+ * Resource *
+ ************/
+/** @ingroup SURF_network_interface
+ * @brief SURF network link interface class
+ * @details A Link represents the link between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
+ */
+class LinkImpl : public Resource, public surf::PropertyHolder {
+  bool currently_destroying_ = false;
+  void* userdata_            = nullptr;
+
+protected:
+  LinkImpl(NetworkModel* model, const std::string& name, lmm::Constraint* constraint);
+  LinkImpl(const LinkImpl&) = delete;
+  LinkImpl& operator=(const LinkImpl&) = delete;
+  ~LinkImpl() override;
+
+public:
+  void destroy(); // Must be called instead of the destructor
+  void* get_data() { return userdata_; }
+  void set_data(void* d) { userdata_ = d; }
+
+  /** @brief Public interface */
+  s4u::Link piface_;
+
+  /** @brief Get the bandwidth in bytes per second of current Link */
+  virtual double get_bandwidth();
+
+  /** @brief Update the bandwidth in bytes per second of current Link */
+  virtual void set_bandwidth(double value) = 0;
+
+  /** @brief Get the latency in seconds of current Link */
+  virtual double get_latency();
+
+  /** @brief Update the latency in seconds of current Link */
+  virtual void set_latency(double value) = 0;
+
+  /** @brief The sharing policy */
+  virtual s4u::Link::SharingPolicy get_sharing_policy();
+
+  /** @brief Check if the Link is used */
+  bool is_used() override;
+
+  void turn_on() override;
+  void turn_off() override;
+
+  void on_bandwidth_change();
+
+  virtual void
+  set_bandwidth_profile(kernel::profile::Profile* profile); /*< setup the profile file with bandwidth events
+                                                   (peak speed changes due to external load). Trace must
+                                                   contain percentages (value between 0 and 1). */
+  virtual void
+  set_latency_profile(kernel::profile::Profile* profile); /*< setup the trace file with latency events (peak
+                                                 latency changes due to external load).   Trace must contain
+                                                 absolute values */
+
+  Metric latency_                   = {1.0, 0, nullptr};
+  Metric bandwidth_                 = {1.0, 0, nullptr};
+
+  /** @brief A link can have several bandwith attach to it (mostly use by wifi model) */
+  std::vector<Metric> bandwidths_;
+};
+
+/**********
+ * Action *
+ **********/
+/** @ingroup SURF_network_interface
+ * @brief SURF network action interface class
+ * @details A NetworkAction represents a communication between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
+ */
+class NetworkAction : public Action {
+public:
+  /** @brief Constructor
+   *
+   * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
+   * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
+   * @param failed [description]
+   */
+  NetworkAction(Model* model, double cost, bool failed) : Action(model, cost, failed) {}
+
+  /**
+   * @brief NetworkAction constructor
+   *
+   * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
+   * @param cost The cost of this  NetworkAction in bytes
+   * @param failed Actions can be created in a failed state
+   * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
+   */
+  NetworkAction(Model* model, double cost, bool failed, lmm::Variable* var) : Action(model, cost, failed, var){};
+
+  void set_state(Action::State state) override;
+  virtual std::list<LinkImpl*> links() const;
+
+  double latency_    = {};
+  double lat_current_ = {};
+  double sharing_penalty_ = {};
+  double rate_       = {};
+};
+} // namespace resource
+} // namespace kernel
+} // namespace simgrid
+
+/** @ingroup SURF_models
+ *  @brief The network model
+ */
+XBT_PUBLIC_DATA simgrid::kernel::resource::NetworkModel* surf_network_model;
 
 #endif /* SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_ */