Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
tiny cleanups in the parsing of clusters
[simgrid.git] / src / surf / surf_routing_cluster_fat_tree.hpp
index d45cdbf..6d6adcf 100644 (file)
-/* Copyright (c) 2014. The SimGrid Team.
+/* Copyright (c) 2014-2015. 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. */
 
-#include "surf_routing_cluster.hpp"
-
 #ifndef SURF_ROUTING_CLUSTER_FAT_TREE_HPP_
 #define SURF_ROUTING_CLUSTER_FAT_TREE_HPP_
 
+#include <string>
+#include <map>
+#include <vector>
+
+#include <xbt/base.h>
+
+#include "surf_routing_cluster.hpp"
+
+namespace simgrid {
+namespace surf {
+
+/** \file surf_routing_cluster_fat_tree.cpp
+ *  The class AsClusterFatTree describes PGFT, as introduced by Eitan Zahavi
+ * in "D-Mod-K Routing Providing Non-Blocking Traffic for Shift Permutations
+ * on Real Life Fat Trees" (2010). RLFT are PGFT with some restrictions to 
+ * address real world constraints, which are not currently enforced. 
+ */
+
+class XBT_PRIVATE FatTreeNode;
+class XBT_PRIVATE FatTreeLink;
+
+/** \brief A node in a fat tree.
+ * A FatTreeNode can either be a switch or a processing node. Switches are
+ * identified by a negative ID. This class is closely related to fat
+ */
+class FatTreeNode {
+public:
+  /** Unique ID which identifies every node. */
+  int id;
+  /* Level into the tree, with 0 being the leafs.
+   */
+  unsigned int level; 
+  /* \brief Position into the level, starting from 0.
+   */
+  unsigned int position; 
+  /** In order to link nodes between them, each one must be assigned a label,
+   * consisting of l integers, l being the levels number of the tree. Each label
+   * is unique in the level, and the way it is generated allows the construction
+   * of a fat tree which fits the desired topology.
+   */
+  std::vector<unsigned int> label;
+
+  /** Links to the lower level, where the position in the vector corresponds to
+   * a port number. 
+   */
+  std::vector<FatTreeLink*> children;
+  /** Links to the upper level, where the position in the vector corresponds to
+   * a port number. 
+   */ 
+  std::vector<FatTreeLink*> parents;
+
+  /** Virtual link standing for the node global capacity.
+   */
+  Link* limiterLink;
+  /** If present, communications from this node to this node will pass through it
+   * instead of passing by an upper level switch.
+   */
+  Link* loopback;
+  FatTreeNode(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster, int id, int level,
+              int position);
+};
+
 
 
-class FatTreeLink;
-class FatTreeNode;
+/** \brief Link in a fat tree.
+ *
+ * Represents a single, duplex link in a fat tree. This is necessary to have a tree.
+ * It is equivalent to a physical link.
+ */
+class FatTreeLink {
+public:
+  FatTreeLink(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster, FatTreeNode *source,
+              FatTreeNode *destination);
+  /** Link going up in the tree */
+  Link *upLink; 
+  /** Link going down in the tree */
+  Link *downLink;
+  /** Upper end of the link */
+  FatTreeNode *upNode;
+  /** Lower end of the link */
+  FatTreeNode *downNode;
+};
+
 
-class AsClusterFatTree : public AsCluster {
+/** 
+ * \class AsClusterFatTree
+ *
+ * \brief Fat tree representation and routing.
+ *
+ * Generate fat trees according to the topology asked for. Almost everything
+ * is based on the work of Eitan Zahavi in "D-Mod-K Routing Providing
+ * Non-Blocking Traffic for Shift Permutations on Real Life Fat Trees" (2010).
+ *
+ * The exact topology is described in the mandatory topo_parameters
+ * field, and follow the "h ; m_h, ..., m_1 ; w_h, ..., w_1 ; p_h, ..., p_1" format.
+ * h stands for the switches levels number, i.e. the fat tree is of height h,
+ * without the processing nodes. m_i stands for the number of lower level nodes
+ * connected to a node in level i. w_i stands for the number of upper levels
+ * nodes connected to a node in level i-1. p_i stands for the number of 
+ * parallel links connecting two nodes between level i and i - 1. Level h is
+ * the topmost switch level, level 1 is the lowest switch level, and level 0
+ * represents the processing nodes. The number of provided nodes must be exactly
+ * the number of processing nodes required to fit the topology, which is the
+ * product of the m_i's.
+ *
+ * Routing is made using a destination-mod-k scheme.
+ */
+class XBT_PRIVATE AsClusterFatTree : public AsCluster {
 public:
   AsClusterFatTree();
-  virtual void getRouteAndLatency(RoutingEdgePtr src, RoutingEdgePtr dst, sg_platf_route_cbarg_t into, double *latency);
+  ~AsClusterFatTree();
+  virtual void getRouteAndLatency(NetCard *src, NetCard *dst,
+                                  sg_platf_route_cbarg_t into,
+                                  double *latency) override;
+
+  /** \brief Generate the fat tree
+   * 
+   * Once all processing nodes have been added, this will make sure the fat
+   * tree is generated by calling generateLabels(), generateSwitches() and 
+   * then connection all nodes between them, using their label.
+   */
   virtual void create_links();
-  void parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster);
+  /** \brief Read the parameters in topo_parameters field.
+   *
+   * It will also store the cluster for future use.
+   */
+  void parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster) override;
+  void addProcessingNode(int id);
+  void generateDotFile(const std::string& filename = "fatTree.dot") const;
 
-protected:
+private:
+  
   //description of a PGFT (TODO : better doc)
   unsigned int levels;
-  std::vector<int> lowerLevelNodesNumber;
-  std::vector<int> upperLevelNodesNumber;
-  std::vector<int> lowerLevelPortsNumber;
+  std::vector<unsigned int> lowerLevelNodesNumber; // number of children by node
+  std::vector<unsigned int> upperLevelNodesNumber; // number of parents by node
+  std::vector<unsigned int> lowerLevelPortsNumber; // ports between each level l and l-1
   
-  std::vector<FatTreeNode> nodes;
-};
+  std::map<int, FatTreeNode*> computeNodes;
+  std::vector<FatTreeNode*> nodes;
+  std::vector<FatTreeLink*> links;
+  std::vector<unsigned int> nodesByLevel;
 
-class FatTreeLink {
-public:
-};
-class FatTreeNode {
-  int id;
-  std::string name;
+  sg_platf_cluster_cbarg_t cluster;
+
+  void addLink(FatTreeNode *parent, unsigned int parentPort,
+               FatTreeNode *child, unsigned int childPort);
+  int getLevelPosition(const unsigned int level);
+  void generateLabels();
+  void generateSwitches();
+  int connectNodeToParents(FatTreeNode *node);
+  bool areRelated(FatTreeNode *parent, FatTreeNode *child);
+  bool isInSubTree(FatTreeNode *root, FatTreeNode *node);
 };
-  
+
+}
+}
+
 #endif