Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
another bunch of codefactor style issues
[simgrid.git] / src / plugins / host_energy.cpp
index 5b3cfca..c7ea340 100644 (file)
@@ -3,6 +3,7 @@
 /* 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. */
 
+#include "simgrid/Exception.hpp"
 #include "simgrid/plugins/energy.h"
 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
@@ -18,79 +19,91 @@ SIMGRID_REGISTER_PLUGIN(host_energy, "Cpu energy consumption.", &sg_host_energy_
 
 /** @defgroup plugin_host_energy
 
+  @beginrst
 This is the energy plugin, enabling to account not only for computation time, but also for the dissipated energy in the
 simulated platform.
-To activate this plugin, first call sg_host_energy_plugin_init() before your #MSG_init(), and then use
-MSG_host_get_consumed_energy() to retrieve the consumption of a given host.
+To activate this plugin, first call :cpp:func:`sg_host_energy_plugin_init()` before your :cpp:func:`MSG_init()`, and then use
+:cpp:func:`MSG_host_get_consumed_energy()` to retrieve the consumption of a given host.
 
 When the host is on, this energy consumption naturally depends on both the current CPU load and the host energy profile.
 According to our measurements, the consumption is somehow linear in the amount of cores at full speed, with an
-abnormality when all the cores are idle. The full details are in
-<a href="https://hal.inria.fr/hal-01523608">our scientific paper</a> on that topic.
+abnormality when all the cores are idle. The full details are in `our scientific paper <https://hal.inria.fr/hal-01523608>`_
+on that topic.
 
 As a result, our energy model takes 4 parameters:
 
-  - @b Idle: wattage (i.e., instantaneous consumption in Watt) when your host is up and running, but without anything to
-do.
-  - @b Epsilon: wattage when all cores are at 0 or epsilon%, but not in Idle state.
-  - @b AllCores: wattage when all cores of the host are at 100%.
-  - @b Off: wattage when the host is turned off.
+  - ``Idle`` wattage (i.e., instantaneous consumption in Watt) when your host is up and running, but without anything to do.
+  - ``Epsilon`` wattage when all cores are at 0 or epsilon%, but not in Idle state.
+  - ``AllCores`` wattage when all cores of the host are at 100%.
+  - ``Off`` wattage when the host is turned off.
 
 Here is an example of XML declaration:
 
-@code{.xml}
-<host id="HostA" speed="100.0Mf" core="4">
-    <prop id="wattage_per_state" value="100.0:120.0:200.0" />
-    <prop id="wattage_off" value="10" />
-</host>
-@endcode
+.. code-block:: xml
 
-If the 'Epsilon' parameter is omitted in the XML declaration, 'Idle' is used instead.
+   <host id="HostA" speed="100.0Mf" core="4">
+       <prop id="wattage_per_state" value="100.0:120.0:200.0" />
+       <prop id="wattage_off" value="10" />
+   </host>
 
-This example gives the following parameters: @b Off is 10 Watts; @b Idle is 100 Watts; @b Epsilon is 120 Watts and @b
-AllCores is 200 Watts.
+If only two values are given, ``Idle`` is used for the missing ``Epsilon`` value.
+
+This example gives the following parameters: ``Off`` is 10 Watts; ``Idle`` is 100 Watts; ``Epsilon`` is 120 Watts and
+``AllCores`` is 200 Watts.
 This is enough to compute the wattage as a function of the amount of loaded cores:
 
-<table>
-<tr><th>@#Cores loaded</th><th>Wattage</th><th>Explanation</th></tr>
-<tr><td>0 (idle)</td><td> 100 Watts</td><td>Idle value</td></tr>
-<tr><td>0 (not idle)</td><td> 120 Watts</td><td>Epsilon value</td></tr>
-<tr><td>1</td><td> 140 Watts</td><td>linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
-<tr><td>2</td><td> 160 Watts</td><td>linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
-<tr><td>3</td><td> 180 Watts</td><td>linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
-<tr><td>4</td><td> 200 Watts</td><td>AllCores value</td></tr>
-</table>
+.. raw:: html
+
+   <table border="1">
+   <tr><th>#Cores loaded</th><th>Wattage</th><th>Explanation</th></tr>
+   <tr><td>0 (idle)</td><td> 100 Watts&nbsp;</td><td> Idle value</td></tr>
+   <tr><td>0 (not idle)</td><td> 120 Watts</td><td> Epsilon value</td></tr>
+   <tr><td>1</td><td> 140 Watts</td><td> Linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
+   <tr><td>2</td><td> 160 Watts</td><td> Linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
+   <tr><td>3</td><td> 180 Watts</td><td> Linear extrapolation between Epsilon and AllCores</td></tr>
+   <tr><td>4</td><td> 200 Watts</td><td> AllCores value</td></tr>
+   </table>
 
 
-### How does DVFS interact with the host energy model?
+.. raw:: html
+
+   <h4>How does DVFS interact with the host energy model?</h4>
 
 If your host has several DVFS levels (several pstates), then you should give the energetic profile of each pstate level:
 
-@code{.xml}
-<host id="HostC" speed="100.0Mf,50.0Mf,20.0Mf" core="4">
-    <prop id="wattage_per_state" value="95.0:120.0:200.0, 93.0:115.0:170.0, 90.0:110.0:150.0" />
-    <prop id="wattage_off" value="10" />
-</host>
-@endcode
-
-This encodes the following values
-<table>
-<tr><th>pstate</th><th>Performance</th><th>Idle</th><th>Epsilon</th><th>AllCores</th></tr>
-<tr><td>0</td><td>100 Mflop/s</td><td>95 Watts</td><td>120 Watts</td><td>200 Watts</td></tr>
-<tr><td>1</td><td>50 Mflop/s</td><td>93 Watts</td><td>115 Watts</td><td>170 Watts</td></tr>
-<tr><td>2</td><td>20 Mflop/s</td><td>90 Watts</td><td>110 Watts</td><td>150 Watts</td></tr>
-</table>
+.. code-block:: xml
+
+   <host id="HostC" speed="100.0Mf,50.0Mf,20.0Mf" core="4">
+       <prop id="wattage_per_state"
+             value="95.0:120.0:200.0, 93.0:115.0:170.0, 90.0:110.0:150.0" />
+       <prop id="wattage_off" value="10" />
+   </host>
+
+This encodes the following values:
+
+.. raw:: html
+
+   <table border="1">
+   <tr><th>pstate</th><th>Performance</th><th>Idle</th><th>Epsilon</th><th>AllCores</th></tr>
+   <tr><td>0</td><td>100 Mflop/s</td><td>95 Watts</td><td>120 Watts</td><td>200 Watts</td></tr>
+   <tr><td>1</td><td>50 Mflop/s</td><td>93 Watts</td><td>115 Watts</td><td>170 Watts</td></tr>
+   <tr><td>2</td><td>20 Mflop/s</td><td>90 Watts</td><td>110 Watts</td><td>150 Watts</td></tr>
+   </table>
 
 To change the pstate of a given CPU, use the following functions:
-#MSG_host_get_nb_pstates(), simgrid#s4u#Host#setPstate(), #MSG_host_get_power_peak_at().
+:cpp:func:`MSG_host_get_nb_pstates()`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate()`, :cpp:func:`MSG_host_get_power_peak_at()`.
+
+.. raw:: html
 
-### How accurate are these models?
+   <h4>How accurate are these models?</h4>
 
 This model cannot be more accurate than your instantiation: with the default values, your result will not be accurate at
 all. You can still get accurate energy prediction, provided that you carefully instantiate the model.
 The first step is to ensure that your timing prediction match perfectly. But this is only the first step of the path,
-and you really want to read <a href="https://hal.inria.fr/hal-01523608">this paper</a> to see all what you need to do
+and you really want to read `this paper <https://hal.inria.fr/hal-01523608>`_ to see all what you need to do
 before you can get accurate energy predictions.
+
+  @endrst
  */
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_energy, surf, "Logging specific to the SURF energy plugin");
@@ -112,7 +125,24 @@ public:
 };
 
 class HostEnergy {
+  simgrid::s4u::Host* host_ = nullptr;
+  /*< List of (idle_power, epsilon_power, max_power) tuple corresponding to each cpu pstate */
+  std::vector<PowerRange> power_range_watts_list_;
+
+  /* We need to keep track of what pstate has been used, as we will sometimes be notified only *after* a pstate has been
+   * used (but we need to update the energy consumption with the old pstate!)
+   */
+  int pstate_           = 0;
+  const int pstate_off_ = -1;
+
+  /* Only used to split total energy into unused/used hosts.
+   * If you want to get this info for something else, rather use the host_load plugin
+   */
+  bool host_was_used_ = false;
+
+  void init_watts_range_list();
   friend void ::on_simulation_end(); // For access to host_was_used_
+
 public:
   static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostEnergy> EXTENSION_ID;
 
@@ -122,29 +152,12 @@ public:
   double get_current_watts_value();
   double get_current_watts_value(double cpu_load);
   double get_consumed_energy();
-  double get_idle_consumption();
+  double get_watt_idle_at(int pstate);
   double get_watt_min_at(int pstate);
   double get_watt_max_at(int pstate);
   double get_power_range_slope_at(int pstate);
   void update();
 
-private:
-  void init_watts_range_list();
-  simgrid::s4u::Host* host_ = nullptr;
-  /*< List of (idle_power, epsilon_power, max_power) tuple corresponding to each cpu pstate */
-  std::vector<PowerRange> power_range_watts_list_;
-
-  /* We need to keep track of what pstate has been used, as we will sometimes be notified only *after* a pstate has been
-   * used (but we need to update the energy consumption with the old pstate!)
-   */
-  int pstate_           = 0;
-  const int pstate_off_ = -1;
-
-  /* Only used to split total energy into unused/used hosts.
-   * If you want to get this info for something else, rather use the host_load plugin
-   */
-  bool host_was_used_  = false;
-public:
   double watts_off_    = 0.0; /*< Consumption when the machine is turned off (shutdown) */
   double total_energy_ = 0.0; /*< Total energy consumed by the host */
   double last_updated_;       /*< Timestamp of the last energy update event*/
@@ -175,9 +188,10 @@ void HostEnergy::update()
     this->total_energy_ = previous_energy + energy_this_step;
     this->last_updated_ = finish_time;
 
-    XBT_DEBUG("[update_energy of %s] period=[%.8f-%.8f]; current speed=%.2E flop/s (pstate %i); total consumption before: %.8f J -> added now: %.8f J",
-              host_->get_cname(), start_time, finish_time, host_->pimpl_cpu->get_pstate_peak_speed(this->pstate_), this->pstate_, previous_energy,
-              energy_this_step);
+    XBT_DEBUG("[update_energy of %s] period=[%.8f-%.8f]; current speed=%.2E flop/s (pstate %i); total consumption "
+              "before: %.8f J -> added now: %.8f J",
+              host_->get_cname(), start_time, finish_time, host_->get_pstate_speed(this->pstate_), this->pstate_,
+              previous_energy, energy_this_step);
   }
 
   /* Save data for the upcoming time interval: whether it's on/off and the pstate if it's on */
@@ -187,11 +201,12 @@ void HostEnergy::update()
 HostEnergy::HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr) : host_(ptr), last_updated_(surf_get_clock())
 {
   init_watts_range_list();
-  static bool warned = false;
 
   const char* off_power_str = host_->get_property("wattage_off");
   if (off_power_str == nullptr) {
     off_power_str = host_->get_property("watt_off");
+
+    static bool warned = false;
     if (off_power_str != nullptr && not warned) {
       warned = true;
       XBT_WARN("Please use 'wattage_off' instead of 'watt_off' to define the idle wattage of hosts in your XML.");
@@ -210,12 +225,11 @@ HostEnergy::HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr) : host_(ptr), last_updated_(surf
 
 HostEnergy::~HostEnergy() = default;
 
-double HostEnergy::get_idle_consumption()
+double HostEnergy::get_watt_idle_at(int pstate)
 {
   xbt_assert(not power_range_watts_list_.empty(), "No power range properties specified for host %s",
              host_->get_cname());
-
-  return power_range_watts_list_[0].idle_;
+  return power_range_watts_list_[pstate].idle_;
 }
 
 double HostEnergy::get_watt_min_at(int pstate)
@@ -234,9 +248,9 @@ double HostEnergy::get_watt_max_at(int pstate)
 
 double HostEnergy::get_power_range_slope_at(int pstate)
 {
-    xbt_assert(not power_range_watts_list_.empty(), "No power range properties specified for host %s",
-               host_->get_cname());
-   return power_range_watts_list_[pstate].slope_;
+  xbt_assert(not power_range_watts_list_.empty(), "No power range properties specified for host %s",
+             host_->get_cname());
+  return power_range_watts_list_[pstate].slope_;
 }
 
 /** @brief Computes the power consumed by the host according to the current situation
@@ -257,12 +271,13 @@ double HostEnergy::get_current_watts_value()
     // We consider that the machine is then fully loaded. That's arbitrary but it avoids a NaN
     cpu_load = 1;
   else {
-    cpu_load = host_->pimpl_cpu->get_constraint()->get_usage() / current_speed;
+    cpu_load = host_->get_load() / current_speed;
 
     /* Divide by the number of cores here to have a value between 0 and 1 */
-    cpu_load /= host_->pimpl_cpu->get_core_count();
-    xbt_assert(not(cpu_load > 1), "The impossible did happen, as usual.");
+    cpu_load /= host_->get_core_count();
 
+    if (cpu_load > 1) // This condition is true for energy_ptask on 32 bits, even if cpu_load is displayed as 1.000000
+      cpu_load = 1;   // That may be an harmless rounding error?
     if (cpu_load > 0)
       host_was_used_ = true;
   }
@@ -327,7 +342,12 @@ void HostEnergy::init_watts_range_list()
     std::vector<std::string> all_power_values;
     boost::split(all_power_values, old_prop, boost::is_any_of(","));
 
-    std::string msg = std::string("DEPRECATION WARNING: Property 'watt_per_state' will not work after v3.28.\n");
+    xbt_assert(all_power_values.size() == (unsigned)host_->get_pstate_count(),
+               "Invalid XML file. Found %zu energetic profiles for %d pstates", all_power_values.size(),
+               host_->get_pstate_count());
+
+    // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v328: putting this macro name here so that we find it during the deprecation cleanups
+    std::string msg = std::string("DEPRECATION WARNING: Property 'watt_per_state' will only work until v3.28.\n");
     msg += std::string("The old syntax 'Idle:OneCore:AllCores' must be converted into 'Idle:Epsilon:AllCores' to "
                        "properly model the consumption of non-whole tasks on mono-core hosts. Here are the values to "
                        "use for host '") +
@@ -338,15 +358,12 @@ void HostEnergy::init_watts_range_list()
       boost::split(current_power_values, current_power_values_str, boost::is_any_of(":"));
       double p_idle = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(0)).c_str(),
                                            "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
-      double p_one_core;
       double p_full;
       double p_epsilon;
 
       if (current_power_values.size() == 3) {
-        p_idle     = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(0)).c_str(),
-                                      "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
-        p_one_core = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(1)).c_str(),
-                                          "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
+        double p_one_core = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(1)).c_str(),
+                                                 "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
         p_full     = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(2)).c_str(),
                                       "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
         if (host_->get_core_count() == 1) {
@@ -354,9 +371,7 @@ void HostEnergy::init_watts_range_list()
         } else {
           p_epsilon = p_one_core - ((p_full - p_one_core) / (host_->get_core_count() - 1));
         }
-      } else { // consuption given with idle and full only
-        p_idle = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(0)).c_str(),
-                                      "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
+      } else { // consumption given with idle and full only
         p_full = xbt_str_parse_double((current_power_values.at(1)).c_str(),
                                       "Invalid obsolete XML file. Fix your watt_per_state property.");
         if (host_->get_core_count() == 1) {
@@ -377,14 +392,26 @@ void HostEnergy::init_watts_range_list()
     XBT_WARN("%s", msg.c_str());
     return;
   }
+
   const char* all_power_values_str = host_->get_property("wattage_per_state");
-  if (all_power_values_str == nullptr)
+  if (all_power_values_str == nullptr) {
+    /* If no power values are given, we assume it's 0 everywhere */
+    XBT_DEBUG("No energetic profiles given for host %s, using 0 W by default.", host_->get_cname());
+    for (int i = 0; i < host_->get_pstate_count(); ++i) {
+        PowerRange range(0,0,0);
+        power_range_watts_list_.push_back(range);
+    }
     return;
+  }
 
   std::vector<std::string> all_power_values;
   boost::split(all_power_values, all_power_values_str, boost::is_any_of(","));
   XBT_DEBUG("%s: power properties: %s", host_->get_cname(), all_power_values_str);
 
+  xbt_assert(all_power_values.size() == (unsigned)host_->get_pstate_count(),
+             "Invalid XML file. Found %zu energetic profiles for %d pstates", all_power_values.size(),
+             host_->get_pstate_count());
+
   int i = 0;
   for (auto const& current_power_values_str : all_power_values) {
     /* retrieve the power values associated with the pstate i */
@@ -434,7 +461,7 @@ static void on_creation(simgrid::s4u::Host& host)
   if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(&host)) // Ignore virtual machines
     return;
 
-  // TODO Trace: set to zero the energy variable associated to host->getName()
+  // TODO Trace: set to zero the energy variable associated to host->get_name()
 
   host.extension_set(new HostEnergy(&host));
 }
@@ -445,7 +472,6 @@ static void on_action_state_change(simgrid::kernel::resource::CpuAction const& a
   for (simgrid::kernel::resource::Cpu* const& cpu : action.cpus()) {
     simgrid::s4u::Host* host = cpu->get_host();
     if (host != nullptr) {
-
       // If it's a VM, take the corresponding PM
       simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
       if (vm) // If it's a VM, take the corresponding PM
@@ -489,7 +515,6 @@ static void on_simulation_end()
   double used_hosts_energy = 0.0; // Energy consumed by hosts that computed something
   for (size_t i = 0; i < hosts.size(); i++) {
     if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(hosts[i]) == nullptr) { // Ignore virtual machines
-
       double energy      = hosts[i]->extension<HostEnergy>()->get_consumed_energy();
       total_energy += energy;
       if (hosts[i]->extension<HostEnergy>()->host_was_used_)
@@ -555,6 +580,13 @@ void sg_host_energy_update_all()
   });
 }
 
+static void ensure_plugin_inited()
+{
+  if (not HostEnergy::EXTENSION_ID.valid())
+    throw simgrid::xbt::InitializationError("The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() "
+                                            "before calling any function related to that plugin.");
+}
+
 /** @ingroup plugin_host_energy
  *  @brief Returns the total energy consumed by the host so far (in Joules)
  *
@@ -564,8 +596,7 @@ void sg_host_energy_update_all()
  */
 double sg_host_get_consumed_energy(sg_host_t host)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
+  ensure_plugin_inited();
   return host->extension<HostEnergy>()->get_consumed_energy();
 }
 
@@ -574,18 +605,25 @@ double sg_host_get_consumed_energy(sg_host_t host)
  */
 double sg_host_get_idle_consumption(sg_host_t host)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
-  return host->extension<HostEnergy>()->get_idle_consumption();
+  ensure_plugin_inited();
+  return host->extension<HostEnergy>()->get_watt_idle_at(0);
 }
 
 /** @ingroup plugin_host_energy
  *  @brief Get the amount of watt dissipated at the given pstate when the host is idling
  */
+double sg_host_get_idle_consumption_at(sg_host_t host, int pstate)
+{
+  ensure_plugin_inited();
+  return host->extension<HostEnergy>()->get_watt_idle_at(pstate);
+}
+
+/** @ingroup plugin_host_energy
+ *  @brief Get the amount of watt dissipated at the given pstate when the host is at 0 or epsilon% CPU usage.
+ */
 double sg_host_get_wattmin_at(sg_host_t host, int pstate)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
+  ensure_plugin_inited();
   return host->extension<HostEnergy>()->get_watt_min_at(pstate);
 }
 /** @ingroup plugin_host_energy
@@ -593,8 +631,7 @@ double sg_host_get_wattmin_at(sg_host_t host, int pstate)
  */
 double sg_host_get_wattmax_at(sg_host_t host, int pstate)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
+  ensure_plugin_inited();
   return host->extension<HostEnergy>()->get_watt_max_at(pstate);
 }
 /** @ingroup plugin_host_energy
@@ -602,8 +639,7 @@ double sg_host_get_wattmax_at(sg_host_t host, int pstate)
  */
 double sg_host_get_power_range_slope_at(sg_host_t host, int pstate)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
+  ensure_plugin_inited();
   return host->extension<HostEnergy>()->get_power_range_slope_at(pstate);
 }
 /** @ingroup plugin_host_energy
@@ -611,7 +647,6 @@ double sg_host_get_power_range_slope_at(sg_host_t host, int pstate)
  */
 double sg_host_get_current_consumption(sg_host_t host)
 {
-  xbt_assert(HostEnergy::EXTENSION_ID.valid(),
-             "The Energy plugin is not active. Please call sg_host_energy_plugin_init() during initialization.");
+  ensure_plugin_inited();
   return host->extension<HostEnergy>()->get_current_watts_value();
 }