Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Sigma step working.
authorvelho <velho@48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f>
Thu, 12 Apr 2007 09:44:37 +0000 (09:44 +0000)
committervelho <velho@48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f>
Thu, 12 Apr 2007 09:44:37 +0000 (09:44 +0000)
git-svn-id: svn+ssh://scm.gforge.inria.fr/svn/simgrid/simgrid/trunk@3400 48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f

src/surf/lagrange.c

index 48cd327..8adc5c6 100644 (file)
@@ -20,6 +20,8 @@
 #include <math.h>
 #endif
 
+#define LAMBDA_STEP 0.01
+
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_lagrange, surf,
                                "Logging specific to SURF (lagrange)");
@@ -31,56 +33,59 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys);
 
 void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
 {
-
   /*
    * Lagrange Variables.
    */
-  double epsilon_min_error = 1e-6;
+  int max_iterations= 1000000;
+  double epsilon_min_error = 0.00001;
   double overall_error = 1;
-  double sigma_step = 1e-3;
-  double capacity_error=0, bound_error=0;
-  
+  double sigma_step = LAMBDA_STEP;
+  //double capacity_error=0, bound_error=0;
+  int watch_out = 0;
 
   /*
    * Variables to manipulate the data structure proposed to model the maxmin
    * fairness. See docummentation for more details.
    */
   xbt_swag_t elem_list = NULL;
+  //lmm_element_t elem = NULL;
   lmm_element_t elem1 = NULL;
-  lmm_element_t elem = NULL;
+
 
   xbt_swag_t cnst_list = NULL;
+  //lmm_constraint_t cnst = NULL;
   lmm_constraint_t cnst1 = NULL;
-  lmm_constraint_t cnst2 = NULL;
-  lmm_constraint_t cnst = NULL;
-  double sum;
+  //lmm_constraint_t cnst2 = NULL;
+
+
   xbt_swag_t var_list = NULL;
+  //lmm_variable_t var = NULL;
   lmm_variable_t var1 = NULL;
-  lmm_variable_t var = NULL;
   lmm_variable_t var2 = NULL;
 
-
   /*
    * Auxiliar variables.
    */
   int iteration=0;
-  int max_iterations= 1000;
   double mu_partial=0;
   double lambda_partial=0;
   double tmp=0;
   int i,j;
   FILE *gnuplot_file=NULL;
-  char print_buf[1024];
-  char *trace_buf=xbt_malloc0(sizeof(char));
-
-
+  //char print_buf[1024];
+  //char *trace_buf=xbt_malloc0(sizeof(char));
+  //double sum;
 
 
+  DEBUG0("Iterative method configuration snapshot =====>");
+  DEBUG1("#### Maximum number of iterations : %d", max_iterations);
+  DEBUG1("#### Minimum error tolerated      : %e", epsilon_min_error);
+  DEBUG1("#### Step                         : %e", sigma_step);
 
 
   if ( !(sys->modified))
     return;
-  
+
   /* 
    * Initialize the var list variable with only the active variables. 
    * Associate an index in the swag variables. Initialize mu.
@@ -89,12 +94,14 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
   i=0;
   xbt_swag_foreach(var1, var_list) {
     if((var1->bound > 0.0) || (var1->weight <= 0.0)){
-      DEBUG1("## NOTE var1(%d) is a boundless variable", i);
+      DEBUG1("#### NOTE var1(%d) is a boundless variable", i);
       var1->mu = -1.0;
-    } else 
+    } else{ 
       var1->mu = 1.0;
-    DEBUG2("## var1(%d)->mu:  %e", i, var1->mu);
-    DEBUG2("## var1(%d)->weight: %e", i, var1->weight);
+      var1->new_mu = 2.0;
+    }
+    DEBUG2("#### var1(%d)->mu:  %e", i, var1->mu);
+    DEBUG2("#### var1(%d)->weight: %e", i, var1->weight);
     i++;
   }
 
@@ -104,12 +111,13 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
   cnst_list=&(sys->active_constraint_set); 
   xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list) {
     cnst1->lambda = 1.0;
-    DEBUG2("## cnst1(%p)->lambda:  %e", cnst1, cnst1->lambda);
+    cnst1->new_lambda = 2.0;
+    DEBUG2("#### cnst1(%p)->lambda:  %e", cnst1, cnst1->lambda);
   }
 
   if(XBT_LOG_ISENABLED(surf_writelambda, xbt_log_priority_debug)) {
     gnuplot_file = fopen("lambda.in", "w");
-    fprintf(gnuplot_file, "# iteration    lambda1  lambda2 lambda3 ... lambdaP");
+    fprintf(gnuplot_file, "# iteration    lambda1  lambda2 lambda3 ... lambdaP\n");
   }
 
   
@@ -133,31 +141,31 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
        
         mu_partial = -1.0 / mu_partial + var1->bound;
        var1->new_mu = var1->mu - sigma_step * mu_partial; 
-       /* Assert that var1->new_mu is positive */
-     }
-    }
 
-    if(XBT_LOG_ISENABLED(surf_writelambda, xbt_log_priority_debug)) {
-      fprintf(gnuplot_file, "\n%d ", iteration);
+       if(var1->new_mu < 0){
+         var1->new_mu = 0;
+       }
+      }
     }
 
+
     /*                         d Dual
      * Compute the value of ------------- (\lambda^k, \mu^k) this portion
      *                      d \lambda_i^k
      * of code depends on function f(x).
      */
-
-    DEBUG1("######Lambda partial at iteration  %d", iteration);
-    cnst_list=&(sys->active_constraint_set);
     j=0;
+    if(XBT_LOG_ISENABLED(surf_writelambda, xbt_log_priority_debug)) {
+      fprintf(gnuplot_file, "\n%d",iteration);
+    }
     xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list) {
       j++;
 
       lambda_partial = 0;
       
       elem_list = &(cnst1->element_set);
+      watch_out=0;
       xbt_swag_foreach(elem1, elem_list) {
-       lambda_partial = 0;
    
        var2 = elem1->variable;
        
@@ -165,144 +173,120 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
 
        tmp = 0;
 
-       //for each link with capacity cnsts[i] that uses flow of variable var1 do
+       for(i=0; i<var2->cnsts_number; i++){
+         tmp += (var2->cnsts[i].constraint)->lambda;
+       }
        if(var2->bound > 0)
          tmp += var2->mu;
 
-       for(i=0; i<var2->cnsts_number; i++)
-         tmp += (var2->cnsts[i].constraint)->lambda;
        
-       lambda_partial += -1 / tmp;
-      }
+       if(tmp==0) break;
 
-      lambda_partial += cnst1->bound;
+       if (tmp==cnst1->lambda)
+         watch_out=1;
+       lambda_partial += (-1.0 / tmp);
+      }
 
-      DEBUG2("###########Lambda partial %p : %e", cnst1, lambda_partial);
+      if(tmp == 0) 
+       cnst1->new_lambda = LAMBDA_STEP;
+      else {
+       lambda_partial += cnst1->bound;
+       if(watch_out && (lambda_partial>0)) {
+         /* INFO6("Watch Out (%d) %p! lambda_partial: %e; lambda : %e ; (%e %e) \n",iteration, cnst1,  */
+         /*            lambda_partial, cnst1->lambda, cnst1->lambda / 2, */
+         /*            cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial); */
+
+         if(cnst1->lambda < 0) WARN2("Value of cnst1->lambda(%p) = %e < 0", cnst1, cnst1->lambda);
+         if((cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial) < 0) WARN1("Value of lambda_new = %e < 0", (cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial));
+
+         if(cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial < cnst1->lambda / 2)
+           cnst1->new_lambda = cnst1->lambda / 2;
+         else
+           cnst1->new_lambda = cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial;
+       } else
+         cnst1->new_lambda = cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial;
+       if(cnst1->new_lambda < 0){
+         cnst1->new_lambda = 0;
+       }
+      }
 
-      cnst1->new_lambda = cnst1->lambda - sigma_step * lambda_partial;
-      
       if(XBT_LOG_ISENABLED(surf_writelambda, xbt_log_priority_debug)) {
-       fprintf(gnuplot_file, " %f", cnst1->lambda);
+       fprintf(gnuplot_file, "  %e", cnst1->lambda);
       }
+
     }
 
-    /* Updating lambda's and mu's */  
-    var_list = &(sys->variable_set); 
-    xbt_swag_foreach(var1, var_list)
-      if(!((var1->bound > 0.0) || (var1->weight <= 0.0)))
-       var1->mu = var1->new_mu;
-  
 
-    cnst_list=&(sys->active_constraint_set); 
-    xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list)
-      cnst1->lambda = cnst1->new_lambda;
-    
     /*
      * Now computes the values of each variable (\rho) based on
      * the values of \lambda and \mu.
      */
-    var_list = &(sys->variable_set);
+    overall_error=0;
     xbt_swag_foreach(var1, var_list) {
       if(var1->weight <=0) 
        var1->value = 0.0;
       else {
        tmp = 0;
-       if(var1->bound >0) 
-         tmp+=var1->mu;
-       for(i=0; i<var1->cnsts_number; i++)
+       for(i=0; i<var1->cnsts_number; i++){
          tmp += (var1->cnsts[i].constraint)->lambda;
+         if(var1->bound > 0) 
+           tmp+=var1->mu;
+       }
+       
+       //computes de overall_error
+       if(overall_error < fabs(var1->value - 1.0/tmp)){
+         overall_error = fabs(var1->value - 1.0/tmp);
+       }
 
-       var1->value = 1 / tmp;
+       var1->value = 1.0 / tmp;
       }
-       
       
-      DEBUG2("var1->value (id=%s) : %e", (char *)var1->id, var1->value);
     }
 
-  /* Printing Objective */
-  var_list = &(sys->variable_set);
-  sprintf(print_buf,"MAX-MIN ( ");
-  trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-  strcat(trace_buf, print_buf);
-  xbt_swag_foreach(var, var_list) {
-    sprintf(print_buf,"'%p'(%f) ",var,var->weight);
-    trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-    strcat(trace_buf, print_buf);
-  }
-  sprintf(print_buf,")");
-  trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-  strcat(trace_buf, print_buf);
-  DEBUG1("%s",trace_buf);
-  trace_buf[0]='\000';
-
-  /* Printing Constraints */
-  cnst_list = &(sys->active_constraint_set);
-  xbt_swag_foreach(cnst, cnst_list) {
-    sum=0.0;
-    elem_list = &(cnst->element_set);
-    sprintf(print_buf,"\t");
-    trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-    strcat(trace_buf, print_buf);
-    xbt_swag_foreach(elem, elem_list) {
-      sprintf(print_buf,"%f.'%p'(%f) + ",elem->value, 
-             elem->variable,elem->variable->value);
-      trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-      strcat(trace_buf, print_buf);
-      sum += elem->value * elem->variable->value;
-    }
-    sprintf(print_buf,"0 <= %f ('%p')",cnst->bound,cnst);
-    trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-    strcat(trace_buf, print_buf);
-
-    if(!cnst->shared) {
-      sprintf(print_buf," [MAX-Constraint]");
-      trace_buf = xbt_realloc(trace_buf,strlen(trace_buf)+strlen(print_buf)+1);
-      strcat(trace_buf, print_buf);
-    }
-    DEBUG1("%s",trace_buf);
-    trace_buf[0]='\000';
-    if(!(sum<=cnst->bound))
-      DEBUG3("Incorrect value (%f is not smaller than %f): %g",
-               sum,cnst->bound,sum-cnst->bound);
+
+    /* Updating lambda's and mu's */  
+    xbt_swag_foreach(var1, var_list)
+      if(!((var1->bound > 0.0) || (var1->weight <= 0.0)))
+       var1->mu = var1->new_mu;
+    
+    
+    xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list)
+      cnst1->lambda = cnst1->new_lambda;
   }
 
-  /* Printing Result */
-  xbt_swag_foreach(var, var_list) {
-    if(var->bound>0) {
-      DEBUG4("'%p'(%f) : %f (<=%f)",var,var->weight,var->value, var->bound);
-      if(var->value<=var->bound) 
-       DEBUG0("Incorrect value");
+
+
+
+  //verify the KKT property
+  xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list){
+    tmp = 0;
+    elem_list = &(cnst1->element_set);
+    xbt_swag_foreach(elem1, elem_list) {
+      var1 = elem1->variable;
+      if(var1->weight<=0) continue;
+      tmp += var1->value;
     }
-    else 
-      DEBUG3("'%p'(%f) : %f",var,var->weight,var->value);
-  }
 
+    tmp = tmp - cnst1->bound;
 
-    /*
-     * Verify for each capacity constraint (lambda) the error associated. 
-     */
-    capacity_error = 0;
-    cnst_list=&(sys->active_constraint_set); 
-    xbt_swag_foreach(cnst1, cnst_list) {
-      cnst2 = xbt_swag_getNext(cnst1,(var_list)->offset);
-      if(cnst2 != NULL){
-       capacity_error += fabs( cnst1->lambda - cnst2->lambda );
-      }
+    if(tmp != 0 ||  cnst1->lambda != 0){
+      WARN4("The link %s(%p) doesn't match the KKT property, value expected (=0) got (lambda=%e) (sum_rho=%e)", (char *)cnst1->id, cnst1, cnst1->lambda, tmp);
     }
+    
+  }
 
-    /*
-     * Verify for each variable the error of round trip time constraint (mu).
-     */
-    bound_error = 0;
-    var_list = &(sys->variable_set);
-    xbt_swag_foreach(var1, var_list) {
-      var2 = xbt_swag_getNext(var1,(var_list)->offset);
-      if(var2 != NULL){
-       bound_error += fabs( var2->mu - var1->mu);
-      }
+    
+  xbt_swag_foreach(var1, var_list){
+    if(var1->bound <= 0 || var1->weight <= 0) continue;
+    tmp = 0;
+    tmp = (var1->value - var1->bound);
+
+    
+    if(tmp != 0 ||  var1->mu != 0){
+      WARN4("The flow %s(%p) doesn't match the KKT property, value expected (=0) got (lambda=%e) (sum_rho=%e)", (char *)var1->id, var1, var1->mu, tmp);
     }
 
-    overall_error = capacity_error + bound_error;
   }
 
 
@@ -320,21 +304,24 @@ void lagrange_solve(lmm_system_t sys)
   }
 
 
-  /*
-   * Now computes the values of each variable (\rho) based on
-   * the values of \lambda and \mu.
-   */
-  var_list = &(sys->variable_set);
-  xbt_swag_foreach(var1, var_list) {
-    tmp = 0;
-    for(i=0; i<var1->cnsts_number; i++){
-      elem1 = &(var1->cnsts[i]);
-      tmp += (elem1->constraint)->lambda + var1->mu;
-    }
-    var1->weight = 1 / tmp;
 
-    DEBUG2("var1->weight (id=%s) : %e", (char *)var1->id, var1->weight);
-  }
+
+
+/*   /\* */
+/*    * Now computes the values of each variable (\rho) based on */
+/*    * the values of \lambda and \mu. */
+/*    *\/ */
+/*   var_list = &(sys->variable_set); */
+/*   xbt_swag_foreach(var1, var_list) { */
+/*     tmp = 0; */
+/*     for(i=0; i<var1->cnsts_number; i++){ */
+/*       elem1 = &(var1->cnsts[i]); */
+/*       tmp += (elem1->constraint)->lambda + var1->mu; */
+/*     } */
+/*     var1->weight = 1 / tmp; */
+
+/*     DEBUG2("var1->weight (id=%s) : %e", (char *)var1->id, var1->weight); */
+/*   } */