Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Remove deprecated features for next release.
[simgrid.git] / src / plugins / host_energy.cpp
index 88f43b4..906718e 100644 (file)
@@ -1,8 +1,9 @@
-/* Copyright (c) 2010-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
+/* Copyright (c) 2010-2021. 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 "simgrid/Exception.hpp"
 #include "simgrid/plugins/energy.h"
 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
 
 SIMGRID_REGISTER_PLUGIN(host_energy, "Cpu energy consumption.", &sg_host_energy_plugin_init)
 
-/** @defgroup plugin_host_energy
+/** @defgroup plugin_host_energy plugin_host_energy Plugin Host Energy
+
+  @beginrst
 
-  @rst
 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 :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.
+To activate this plugin, first call :cpp:func:`sg_host_energy_plugin_init()` before your loading your platform, and
+then use :cpp:func:`sg_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 `our scientific paper <https://hal.inria.fr/hal-01523608>`_
-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:
 
-  - ``Idle`` wattage (i.e., instantaneous consumption in Watt) when your host is up and running, but without anything to do.
+  - ``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.
@@ -90,7 +93,8 @@ This encodes the following values:
    </table>
 
 To change the pstate of a given CPU, use the following functions:
-:cpp:func:`MSG_host_get_nb_pstates()`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate()`, :cpp:func:`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
 
@@ -124,24 +128,6 @@ public:
 };
 
 class HostEnergy {
-  friend void ::on_simulation_end(); // For access to host_was_used_
-public:
-  static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostEnergy> EXTENSION_ID;
-
-  explicit HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr);
-  ~HostEnergy();
-
-  double get_current_watts_value();
-  double get_current_watts_value(double cpu_load);
-  double get_consumed_energy();
-  double get_idle_consumption();
-  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_;
@@ -151,15 +137,33 @@ private:
    */
   int pstate_           = 0;
   const int pstate_off_ = -1;
+  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_  = surf_get_clock(); /*< Timestamp of the last energy update event*/
 
   /* 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;
+  bool host_was_used_ = false;
+
+  void init_watts_range_list();
+  friend void ::on_simulation_end(); // For access to host_was_used_
+
 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*/
+  static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostEnergy> EXTENSION_ID;
+
+  explicit HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr);
+  ~HostEnergy();
+
+  double get_current_watts_value();
+  double get_current_watts_value(double cpu_load) const;
+  double get_consumed_energy();
+  double get_watt_idle_at(int pstate) const;
+  double get_watt_min_at(int pstate) const;
+  double get_watt_max_at(int pstate) const;
+  double get_power_range_slope_at(int pstate) const;
+  double get_last_update_time() const { return last_updated_; }
+  void update();
 };
 
 simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostEnergy> HostEnergy::EXTENSION_ID;
@@ -167,7 +171,7 @@ simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostEnergy> HostEnergy::EXTENSION_ID
 /* Computes the consumption so far. Called lazily on need. */
 void HostEnergy::update()
 {
-  double start_time  = this->last_updated_;
+  double start_time  = last_updated_;
   double finish_time = surf_get_clock();
   //
   // We may have start == finish if the past consumption was updated since the simcall was started
@@ -176,7 +180,7 @@ void HostEnergy::update()
   // Even in this case, we need to save the pstate for the next call (after this if),
   // which may have changed since that recent update.
   if (start_time < finish_time) {
-    double previous_energy = this->total_energy_;
+    double previous_energy = total_energy_;
 
     double instantaneous_power_consumption = this->get_current_watts_value();
 
@@ -184,31 +188,24 @@ void HostEnergy::update()
 
     // TODO Trace: Trace energy_this_step from start_time to finish_time in host->getName()
 
-    this->total_energy_ = previous_energy + energy_this_step;
-    this->last_updated_ = finish_time;
+    total_energy_ = previous_energy + energy_this_step;
+    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,
+    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(pstate_), 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 */
-  this->pstate_ = host_->is_on() ? host_->get_pstate() : pstate_off_;
+  pstate_ = host_->is_on() ? host_->get_pstate() : pstate_off_;
 }
 
-HostEnergy::HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr) : host_(ptr), last_updated_(surf_get_clock())
+HostEnergy::HostEnergy(simgrid::s4u::Host* ptr) : host_(ptr)
 {
   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");
-    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.");
-    }
-  }
   if (off_power_str != nullptr) {
     try {
       this->watts_off_ = std::stod(std::string(off_power_str));
@@ -222,33 +219,32 @@ 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) const
 {
   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)
+double HostEnergy::get_watt_min_at(int pstate) const
 {
   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].epsilon_;
 }
 
-double HostEnergy::get_watt_max_at(int pstate)
+double HostEnergy::get_watt_max_at(int pstate) const
 {
   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].max_;
 }
 
-double HostEnergy::get_power_range_slope_at(int pstate)
+double HostEnergy::get_power_range_slope_at(int pstate) const
 {
-    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
@@ -269,12 +265,13 @@ 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 is %f", cpu_load);
+    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;
   }
@@ -286,7 +283,7 @@ double HostEnergy::get_current_watts_value()
  *
  * Whether the host is ON or OFF is not taken into account.
  */
-double HostEnergy::get_current_watts_value(double cpu_load)
+double HostEnergy::get_current_watts_value(double cpu_load) const
 {
   xbt_assert(not power_range_watts_list_.empty(), "No power range properties specified for host %s",
              host_->get_cname());
@@ -334,69 +331,25 @@ double HostEnergy::get_consumed_energy()
 
 void HostEnergy::init_watts_range_list()
 {
-  const char* old_prop = host_->get_property("watt_per_state");
-  if (old_prop != nullptr) {
-    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");
-    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 '") +
-           host_->get_cname() + "' in your XML file:\n";
-    msg += "     <prop id=\"wattage_per_state\" value=\"";
-    for (auto const& current_power_values_str : all_power_values) {
-      std::vector<std::string> current_power_values;
-      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.");
-        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) {
-          p_epsilon = p_full;
-        } 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.");
-        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) {
-          p_epsilon = p_full;
-        } else {
-          p_epsilon = p_idle;
-        }
-      }
-
-      PowerRange range(p_idle, p_epsilon, p_full);
-      power_range_watts_list_.push_back(range);
-
-      msg += std::to_string(p_idle) + ":" + std::to_string(p_epsilon) + ":" + std::to_string(p_full);
-      msg += ",";
+  const char* all_power_values_str = host_->get_property("wattage_per_state");
+  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);
     }
-    msg.pop_back(); // Remove the extraneous ','
-    msg += "\" />";
-    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)
-    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 */
@@ -446,7 +399,7 @@ 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));
 }
@@ -455,18 +408,17 @@ static void on_action_state_change(simgrid::kernel::resource::CpuAction const& a
                                    simgrid::kernel::resource::Action::State /*previous*/)
 {
   for (simgrid::kernel::resource::Cpu* const& cpu : action.cpus()) {
-    simgrid::s4u::Host* host = cpu->get_host();
+    simgrid::s4u::Host* host = cpu->get_iface();
     if (host != nullptr) {
-
       // If it's a VM, take the corresponding PM
-      simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
+      const simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
       if (vm) // If it's a VM, take the corresponding PM
         host = vm->get_pm();
 
       // Get the host_energy extension for the relevant host
-      HostEnergy* host_energy = host->extension<HostEnergy>();
+      auto* host_energy = host->extension<HostEnergy>();
 
-      if (host_energy->last_updated_ < surf_get_clock())
+      if (host_energy->get_last_update_time() < surf_get_clock())
         host_energy->update();
     }
   }
@@ -479,7 +431,7 @@ static void on_host_change(simgrid::s4u::Host const& host)
   if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine const*>(&host)) // Ignore virtual machines
     return;
 
-  HostEnergy* host_energy = host.extension<HostEnergy>();
+  auto* host_energy = host.extension<HostEnergy>();
 
   host_energy->update();
 }
@@ -495,16 +447,13 @@ static void on_host_destruction(simgrid::s4u::Host const& host)
 
 static void on_simulation_end()
 {
-  std::vector<simgrid::s4u::Host*> hosts = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
-
   double total_energy      = 0.0; // Total energy consumption (whole platform)
   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();
+  for (simgrid::s4u::Host const* host : simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts()) {
+    if (host && dynamic_cast<const simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host) == nullptr) { // Ignore virtual machines
+      double energy = host->extension<HostEnergy>()->get_consumed_energy();
       total_energy += energy;
-      if (hosts[i]->extension<HostEnergy>()->host_was_used_)
+      if (host->extension<HostEnergy>()->host_was_used_)
         used_hosts_energy += energy;
     }
   }
@@ -516,7 +465,7 @@ static void on_simulation_end()
 
 /** @ingroup plugin_host_energy
  * @brief Enable host energy plugin
- * @details Enable energy plugin to get joules consumption of each cpu. Call this function before #MSG_init().
+ * @details Enable energy plugin to get joules consumption of each cpu. Call this function before loading your platform.
  */
 void sg_host_energy_plugin_init()
 {
@@ -537,10 +486,10 @@ void sg_host_energy_plugin_init()
   // that the next trigger would be the 2nd compute, hence ignoring the idle time
   // during the recv call. By updating at the beginning of a compute, we can
   // fix that. (If the cpu is not idle, this is not required.)
-  simgrid::s4u::Exec::on_start.connect([](simgrid::s4u::Actor const&, simgrid::s4u::Exec const& activity) {
+  simgrid::s4u::Exec::on_start.connect([](simgrid::s4u::Exec const& activity) {
     if (activity.get_host_number() == 1) { // We only run on one host
       simgrid::s4u::Host* host         = activity.get_host();
-      simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
+      const simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
       if (vm != nullptr)
         host = vm->get_pm();
       xbt_assert(host != nullptr);
@@ -567,6 +516,13 @@ 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)
  *
@@ -574,56 +530,59 @@ void sg_host_energy_update_all()
  *  The result is that the actor requesting this value will be interrupted,
  *  the value will be updated in kernel mode before returning the control to the requesting actor.
  */
-double sg_host_get_consumed_energy(sg_host_t host)
+double sg_host_get_consumed_energy(const_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();
 }
 
 /** @ingroup plugin_host_energy
  *  @brief Get the amount of watt dissipated when the host is idling
  */
-double sg_host_get_idle_consumption(sg_host_t host)
+double sg_host_get_idle_consumption(const_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_wattmin_at(sg_host_t host, int pstate)
+double sg_host_get_idle_consumption_at(const_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(const_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
  *  @brief  Returns the amount of watt dissipated at the given pstate when the host burns CPU at 100%
  */
-double sg_host_get_wattmax_at(sg_host_t host, int pstate)
+double sg_host_get_wattmax_at(const_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
  *  @brief  Returns the power slope at the given pstate
  */
-double sg_host_get_power_range_slope_at(sg_host_t host, int pstate)
+double sg_host_get_power_range_slope_at(const_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
  *  @brief Returns the current consumption of the host
  */
-double sg_host_get_current_consumption(sg_host_t host)
+double sg_host_get_current_consumption(const_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();
 }