Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Update copyright lines for 2023.
[simgrid.git] / src / kernel / lmm / maxmin_test.cpp
index bb802fe..dd34cd0 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2019-2021. The SimGrid Team. All rights reserved.               */
+/* Copyright (c) 2019-2023. 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. */
@@ -12,7 +12,7 @@ namespace lmm = simgrid::kernel::lmm;
 
 TEST_CASE("kernel::lmm Single constraint shared systems", "[kernel-lmm-shared-single-sys]")
 {
-  lmm::System Sys(false);
+  lmm::MaxMin Sys(false);
 
   SECTION("Variable penalty")
   {
@@ -144,7 +144,7 @@ TEST_CASE("kernel::lmm Single constraint shared systems", "[kernel-lmm-shared-si
 
 TEST_CASE("kernel::lmm Single constraint unshared systems", "[kernel-lmm-unshared-single-sys]")
 {
-  lmm::System Sys(false);
+  lmm::MaxMin Sys(false);
 
   SECTION("Variable penalty")
   {
@@ -280,3 +280,188 @@ TEST_CASE("kernel::lmm Single constraint unshared systems", "[kernel-lmm-unshare
 
   Sys.variable_free_all();
 }
+
+TEST_CASE("kernel::lmm dynamic constraint shared systems", "[kernel-lmm-shared-single-sys]")
+{
+  auto cb = [](double bound, int flows) -> double {
+    // decrease 10 % for each extra flow sharing this resource
+    return bound - (flows - 1) * .10 * bound;
+  };
+  lmm::MaxMin Sys(false);
+  lmm::Constraint* sys_cnst = Sys.constraint_new(nullptr, 10);
+  sys_cnst->set_sharing_policy(lmm::Constraint::SharingPolicy::NONLINEAR, cb);
+
+  SECTION("1 activity, 100% C")
+  {
+    /*
+     * A single variable gets all the share
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * p1 * \rho1 < C
+     *   o consumption_weight: a1=1
+     *   o sharing_penalty:    p1=1
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = C (because all weights are 1)
+     */
+
+    lmm::Variable* rho_1      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 10, sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  SECTION("2 activities, but ignore crosstraffic 100% C")
+  {
+    /*
+     * Ignore small activities (e.g. crosstraffic)
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * p1 * \rho1  +  a2 * p2 * \rho2 < C
+     *   o consumption_weight: a1=1 ; a2=0.05
+     *   o sharing_penalty:    p1=1 ; p2=1
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = C/1.05
+     *   o rho2 = C/1.05
+     *   o rho1 = rho2 (because rho1 and rho2 has the same penalty)
+     */
+
+    lmm::Variable* rho_1      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+    lmm::Variable* rho_2      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_2, 0.05);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 10 / 1.05, sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), rho_2->get_value(), sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  SECTION("2 activities, 1 inactive 100% C")
+  {
+    /*
+     * 2 activities but 1 is inactive (sharing_penalty = 0)
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * p1 * \rho1  +  a2 * p2 * \rho2 < C
+     *   o consumption_weight: a1=1 ; a2=1
+     *   o sharing_penalty:    p1=1 ; p2=0
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = C
+     *   o rho2 = 0
+     */
+
+    lmm::Variable* rho_1      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+    lmm::Variable* rho_2      = Sys.variable_new(nullptr, 0);
+
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_2, 1);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 10, sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_2->get_value(), 0, sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  SECTION("2 activity, 90% C")
+  {
+    /*
+     * 2 similar variables degrades performance, but get same share
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * p1 * \rho1  +  a2 * p2 * \rho2 < .9C
+     *   o consumption_weight: a1=1 ; a2=1
+     *   o sharing_penalty:    p1=1 ; p2=1
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = rho2
+     *   o rho1 + rho2 = C (because all weights are 1)
+     */
+
+    lmm::Variable* rho_1      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+    lmm::Variable* rho_2      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_2, 1);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 4.5, sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 4.5, sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  SECTION("3 activity, 80% C")
+  {
+    /*
+     * 3 similar variables degrades performance, sharing proportional to penalty
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * p1 * \rho1  +  a2 * p2 * \rho2 + a3 * p3 * \rho3 < .8C
+     *   o consumption_weight: a1=1 ; a2=1 ; a3=1
+     *   o sharing_penalty:    p1=1 ; p2=3 ; p3=4
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = 2*rho2 = 2*rho3
+     *   0 rho1 = 4, rho2 = 2, rho3 = 2
+     *   o rho1 + rho2 + rho3 = .8C (because all weights are 1)
+     */
+
+    lmm::Variable* rho_1      = Sys.variable_new(nullptr, 1);
+    lmm::Variable* rho_2      = Sys.variable_new(nullptr, 2);
+    lmm::Variable* rho_3      = Sys.variable_new(nullptr, 2);
+
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_2, 1);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_3, 1);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 4, sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_2->get_value(), 2, sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_3->get_value(), 2, sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  Sys.variable_free_all();
+}
+
+TEST_CASE("kernel::lmm shared systems with crosstraffic", "[kernel-lmm-shared-crosstraffic]")
+{
+  lmm::MaxMin Sys(false);
+
+  SECTION("3 flows, 3 resource: crosstraffic")
+  {
+    /*
+     * 3 flows sharing 2 constraints, single
+     *
+     * In details:
+     *   o System:  a1 * \rho1 + a2 * \rho2 + epsilon * \rho3 < C1
+     *              epsilon * \rho1 + epsilon * \rho2 + a3 * \rho3 < C2
+     *   o consumption_weight: a1=1, a2=1, a3=1, epsilon=0.05
+     *   o C1 = C2 = 1
+     *
+     * Expectations
+     *   o rho1 = rho2 = rho3 = 1/2
+     */
+    lmm::Constraint* sys_cnst  = Sys.constraint_new(nullptr, 1);
+    lmm::Constraint* sys_cnst2 = Sys.constraint_new(nullptr, 1);
+    lmm::Variable* rho_1       = Sys.variable_new(nullptr, 1, -1, 2);
+    lmm::Variable* rho_2       = Sys.variable_new(nullptr, 1, -1, 2);
+    lmm::Variable* rho_3       = Sys.variable_new(nullptr, 1, -1, 2);
+
+    double epsilon = 0.05;
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_1, 1.0);
+    Sys.expand(sys_cnst2, rho_1, epsilon);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_2, 1.0);
+    Sys.expand(sys_cnst2, rho_2, epsilon);
+    Sys.expand(sys_cnst2, rho_3, 1.0);
+    Sys.expand(sys_cnst, rho_3, epsilon);
+    Sys.solve();
+
+    REQUIRE(double_equals(rho_1->get_value(), 1.0 / (2.0 + epsilon), sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_2->get_value(), 1.0 / (2.0 + epsilon), sg_maxmin_precision));
+    REQUIRE(double_equals(rho_3->get_value(), 1.0 / (2.0 + epsilon), sg_maxmin_precision));
+  }
+
+  Sys.variable_free_all();
+}
\ No newline at end of file