src/dag/loaders.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "src/internal_config.h"
   7 #include <algorithm>
   8 #include <map>
   9 #include <fstream>
  10 #include <simgrid/s4u/Host.hpp>
  11 #include <simgrid/s4u/Comm.hpp>
  12 #include <simgrid/s4u/Engine.hpp>
  13 #include <simgrid/s4u/Exec.hpp>
  14 #include <stdexcept>
  15 #include <xbt/asserts.h>
  16 #include <xbt/file.hpp>
  17 #include <xbt/log.h>
  18 #include <xbt/misc.h>
  19
  20 #include "dax_dtd.h"
  21 #include "dax_dtd.c"
  22
  23 #if SIMGRID_HAVE_JSON
  24 #include <nlohmann/json.hpp>
  25 #include <sstream>
  26 #endif
  27
  28 #if HAVE_GRAPHVIZ
  29 #include <graphviz/cgraph.h>
  30 #endif
  31
  32 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(dag_parsing, "Generation DAGs from files");
  33
  34 /* Ensure that transfer tasks have unique names even though a file is used several times */
  35 static void uniq_transfer_task_name(simgrid::s4u::Comm* comm)
  36 {
  37   const auto& child  = comm->get_successors().front();
  38   const auto& parent = *(comm->get_dependencies().begin());
  39
  40   std::string new_name = parent->get_name() + "_" + comm->get_name() + "_" + child->get_name();
  41
  42   comm->set_name(new_name)->start();
  43 }
  44
  45 static bool check_for_cycle(const std::vector<simgrid::s4u::ActivityPtr>& dag)
  46 {
  47   std::vector<simgrid::s4u::ActivityPtr> current;
  48
  49   std::copy_if(begin(dag), end(dag), back_inserter(current), [](const auto& a) {
  50     return dynamic_cast<simgrid::s4u::Exec*>(a.get()) != nullptr && a->has_no_successor();
  51   });
  52
  53   while (not current.empty()) {
  54     std::vector<simgrid::s4u::ActivityPtr> next;
  55     for (auto const& a : current) {
  56       a->mark();
  57       for (auto const& pred : a->get_dependencies()) {
  58         if (dynamic_cast<simgrid::s4u::Comm*>(pred.get()) != nullptr) {
  59           pred->mark();
  60           // Comms have only one predecessor
  61           auto pred_pred = *(pred->get_dependencies().begin());
  62           if (std::none_of(pred_pred->get_successors().begin(), pred_pred->get_successors().end(),
  63                            [](const simgrid::s4u::ActivityPtr& act) { return not act->is_marked(); }))
  64             next.push_back(pred_pred);
  65         } else {
  66           if (std::none_of(pred->get_successors().begin(), pred->get_successors().end(),
  67                            [](const simgrid::s4u::ActivityPtr& act) { return not act->is_marked(); }))
  68             next.push_back(pred);
  69         }
  70       }
  71     }
  72     current.clear();
  73     current = next;
  74   }
  75
  76   return not std::any_of(dag.begin(), dag.end(), [](const simgrid::s4u::ActivityPtr& a) { return not a->is_marked(); });
  77 }
  78
  79 static YY_BUFFER_STATE input_buffer;
  80
  81 namespace simgrid::s4u {
  82
  83 static std::vector<ActivityPtr> result;
  84 static std::map<std::string, ExecPtr, std::less<>> jobs;
  85 static std::map<std::string, Comm*, std::less<>> files;
  86 static ExecPtr current_job;
  87
  88 /** @brief loads a JSON file describing a DAG
  89  *
  90  * See https://github.com/wfcommons/wfformat for more details.
  91  */
  92 std::vector<ActivityPtr> create_DAG_from_json(const std::string& filename)
  93 {
  94 #if SIMGRID_HAVE_JSON
  95   std::ifstream f(filename);
  96   auto data = nlohmann::json::parse(f);
  97   std::vector<ActivityPtr> dag = {};
  98   std::map<std::string, std::vector<ActivityPtr>, std::less<>> successors = {};
  99   std::map<ActivityPtr, Host*> comms_destinations = {};
 100   ActivityPtr current;
 101
 102   for (auto const& task: data["workflow"]["tasks"]) {
 103     if (task["type"] == "compute") {
 104       current = Exec::init()->set_name(task["name"])->set_flops_amount(task["runtime"]);
 105       if (task.contains("machine"))
 106         dynamic_cast<Exec*>(current.get())->set_host(simgrid::s4u::Engine::get_instance()->host_by_name(task["machine"]));
 107     }
 108     else if (task["type"] == "transfer"){
 109       current = Comm::sendto_init()->set_name(task["name"])->set_payload_size(task["bytesWritten"]);
 110       if (task.contains("machine"))
 111         comms_destinations[current] = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->host_by_name(task["machine"]);
 112       if (task["parents"].size() == 1) {
 113         ActivityPtr parent_activity;
 114         for (auto const& activity: dag) {
 115           if (activity->get_name() == task["parents"][0]) {
 116             parent_activity = activity;
 117             break;
 118           }
 119         }
 120         if (dynamic_cast<Exec*>(parent_activity.get()) != nullptr)
 121           dynamic_cast<Comm*>(current.get())->set_source(dynamic_cast<Exec*>(parent_activity.get())->get_host());
 122         else if (dynamic_cast<Comm*>(parent_activity.get()) != nullptr)
 123           dynamic_cast<Comm*>(current.get())->set_source(dynamic_cast<Comm*>(parent_activity.get())->get_destination());
 124       }
 125     } else if (XBT_LOG_ISENABLED(dag_parsing, xbt_log_priority_debug)) {
 126       std::stringstream ss;
 127       ss << task["type"];
 128       XBT_DEBUG("Task type \"%s\" not supported.", ss.str().c_str());
 129     }
 130
 131     dag.push_back(current);
 132     for (auto const& parent : task["parents"])
 133       successors[parent].push_back(current);
 134   }
 135   // Assign successors
 136   for (auto const& [parent, successors_list] : successors)
 137     for (auto const& activity: dag)
 138       if (activity->get_name() == parent) {
 139         for (auto const& successor: successors_list)
 140           activity->add_successor(successor);
 141         break;
 142       }
 143   // Assign destinations of Comms (if done before successors are assigned there is a bug)
 144   for (auto const& [comm, destination]: comms_destinations)
 145     dynamic_cast<Comm*>(comm.get())->set_destination(destination);
 146
 147   // Start only Activities with dependencies solved
 148   for (auto const& activity: dag) {
 149     if (dynamic_cast<Exec*>(activity.get()) != nullptr and activity->dependencies_solved())
 150       activity->start();
 151   }
 152   return dag;
 153 #else
 154   xbt_die("JSON support was not compiled in, probably because nlohmann/json was not found. Please install "
 155           "nlohmann-json3-dev and recompile SimGrid to use this feature.");
 156 #endif
 157 }
 158 /** @brief loads a DAX file describing a DAG
 159  *
 160  * See https://confluence.pegasus.isi.edu/display/pegasus/WorkflowGenerator for more details.
 161  */
 162 std::vector<ActivityPtr> create_DAG_from_DAX(const std::string& filename)
 163 {
 164   FILE* in_file = fopen(filename.c_str(), "r");
 165   xbt_assert(in_file, "Unable to open \"%s\"\n", filename.c_str());
 166   input_buffer = dax__create_buffer(in_file, 10);
 167   dax__switch_to_buffer(input_buffer);
 168   dax_lineno = 1;
 169
 170   auto root_task = Exec::init()->set_name("root")->set_flops_amount(0);
 171   root_task->start();
 172
 173   result.push_back(root_task);
 174
 175   auto end_task = Exec::init()->set_name("end")->set_flops_amount(0);
 176   end_task->start();
 177
 178   xbt_assert(dax_lex() == 0, "Parse error in %s: %s", filename.c_str(), dax__parse_err_msg());
 179   dax__delete_buffer(input_buffer);
 180   fclose(in_file);
 181   dax_lex_destroy();
 182
 183   /* And now, post-process the files.
 184    * We want a file task per pair of computation tasks exchanging the file. Duplicate on need
 185    * Files not produced in the system are said to be produced by root task (top of DAG).
 186    * Files not consumed in the system are said to be consumed by end task (bottom of DAG).
 187    */
 188   for (auto const& [_, elm] : files) {
 189     CommPtr file = elm;
 190     CommPtr newfile;
 191     if (file->dependencies_solved()) {
 192       for (auto const& it : file->get_successors()) {
 193         newfile = Comm::sendto_init()->set_name(file->get_name())->set_payload_size(file->get_remaining());
 194         root_task->add_successor(newfile);
 195         newfile->add_successor(it);
 196         result.push_back(newfile);
 197       }
 198     }
 199     if (file->has_no_successor()) {
 200       for (auto const& it : file->get_dependencies()) {
 201         newfile = Comm::sendto_init()->set_name(file->get_name())->set_payload_size(file->get_remaining());
 202         it->add_successor(newfile);
 203         newfile->add_successor(end_task);
 204         result.push_back(newfile);
 205       }
 206     }
 207     for (auto const& it : file->get_dependencies()) {
 208       for (auto const& it2 : file->get_successors()) {
 209         if (it == it2) {
 210           XBT_WARN("File %s is produced and consumed by task %s."
 211                    "This loop dependency will prevent the execution of the task.",
 212                    file->get_cname(), it->get_cname());
 213         }
 214         newfile = Comm::sendto_init()->set_name(file->get_name())->set_payload_size(file->get_remaining());
 215         it->add_successor(newfile);
 216         newfile->add_successor(it2);
 217         result.push_back(newfile);
 218       }
 219     }
 220     /* Free previous copy of the files */
 221     file->destroy();
 222   }
 223
 224   /* Push end task last */
 225   result.push_back(end_task);
 226
 227   for (const auto& a : result) {
 228     auto* comm = dynamic_cast<Comm*>(a.get());
 229     if (comm != nullptr) {
 230       uniq_transfer_task_name(comm);
 231     } else {
 232       /* If some tasks do not take files as input, connect them to the root
 233        * if they don't produce files, connect them to the end node.
 234        */
 235       if ((a != root_task) && (a != end_task)) {
 236         if (a->dependencies_solved())
 237           root_task->add_successor(a);
 238         if (a->has_no_successor())
 239           a->add_successor(end_task);
 240       }
 241     }
 242   }
 243
 244   if (not check_for_cycle(result)) {
 245     XBT_ERROR("The DAX described in %s is not a DAG. It contains a cycle.",
 246               simgrid::xbt::Path(filename).get_base_name().c_str());
 247     for (const auto& a : result)
 248       a->destroy();
 249     result.clear();
 250   }
 251
 252   return result;
 253 }
 254
 255 #if HAVE_GRAPHVIZ
 256 std::vector<ActivityPtr> create_DAG_from_dot(const std::string& filename)
 257 {
 258   FILE* in_file = fopen(filename.c_str(), "r");
 259   xbt_assert(in_file != nullptr, "Failed to open file: %s", filename.c_str());
 260
 261   Agraph_t* dag_dot = agread(in_file, nullptr);
 262
 263   std::unordered_map<std::string, ActivityPtr> activities;
 264   std::vector<ActivityPtr> dag;
 265
 266   ActivityPtr root;
 267   ActivityPtr end;
 268   ActivityPtr act;
 269   /* Create all the nodes */
 270   Agnode_t* node = nullptr;
 271   for (node = agfstnode(dag_dot); node; node = agnxtnode(dag_dot, node)) {
 272     const std::string name = agnameof(node);
 273     double amount = atof(agget(node, (char*)"size"));
 274
 275     if (activities.find(name) == activities.end()) {
 276       XBT_DEBUG("See <Exec id = %s amount = %.0f>", name.c_str(), amount);
 277       act = Exec::init()->set_name(name)->set_flops_amount(amount)->start();
 278       activities.try_emplace(name, act);
 279       if (name != "root" && name != "end")
 280         dag.push_back(act);
 281     } else {
 282       XBT_WARN("Exec '%s' is defined more than once", name.c_str());
 283     }
 284   }
 285   /*Check if 'root' and 'end' nodes have been explicitly declared.  If not, create them. */
 286   if (activities.find("root") == activities.end())
 287     root = Exec::init()->set_name("root")->set_flops_amount(0)->start();
 288   else
 289     root = activities.at("root");
 290
 291   if (activities.find("end") == activities.end())
 292     end = Exec::init()->set_name("end")->set_flops_amount(0)->start();
 293   else
 294     end = activities.at("end");
 295
 296   /* Create edges */
 297   std::vector<Agedge_t*> edges;
 298   for (node = agfstnode(dag_dot); node; node = agnxtnode(dag_dot, node)) {
 299     edges.clear();
 300     for (Agedge_t* edge = agfstout(dag_dot, node); edge; edge = agnxtout(dag_dot, edge))
 301       edges.push_back(edge);
 302
 303     /* Be sure edges are sorted */
 304     std::sort(edges.begin(), edges.end(), [](const Agedge_t* a, const Agedge_t* b) { return AGSEQ(a) < AGSEQ(b); });
 305
 306     for (Agedge_t* edge : edges) {
 307       const char* src_name = agnameof(agtail(edge));
 308       const char* dst_name = agnameof(aghead(edge));
 309       double size          = atof(agget(edge, (char*)"size"));
 310
 311       ActivityPtr src = activities.at(src_name);
 312       ActivityPtr dst = activities.at(dst_name);
 313       if (size > 0) {
 314         std::string name = std::string(src_name) + "->" + dst_name;
 315         XBT_DEBUG("See <Comm id=%s amount = %.0f>", name.c_str(), size);
 316         if (activities.find(name) == activities.end()) {
 317           act = Comm::sendto_init()->set_name(name)->set_payload_size(size)->start();
 318           src->add_successor(act);
 319           act->add_successor(dst);
 320           activities.try_emplace(name, act);
 321           dag.push_back(act);
 322         } else {
 323           XBT_WARN("Comm '%s' is defined more than once", name.c_str());
 324         }
 325       } else {
 326         src->add_successor(dst);
 327       }
 328     }
 329   }
 330
 331   XBT_DEBUG("All activities have been created, put %s at the beginning and %s at the end", root->get_cname(),
 332             end->get_cname());
 333   dag.insert(dag.begin(), root);
 334   dag.push_back(end);
 335
 336   /* Connect entry tasks to 'root', and exit tasks to 'end'*/
 337   for (const auto& a : dag) {
 338     if (a->dependencies_solved() && a != root) {
 339       XBT_DEBUG("Activity '%s' has no dependencies. Add dependency from 'root'", a->get_cname());
 340       root->add_successor(a);
 341     }
 342
 343     if (a->has_no_successor() && a != end) {
 344       XBT_DEBUG("Activity '%s' has no successors. Add dependency to 'end'", a->get_cname());
 345       a->add_successor(end);
 346     }
 347   }
 348   agclose(dag_dot);
 349   fclose(in_file);
 350
 351   if (not check_for_cycle(dag)) {
 352     std::string base = simgrid::xbt::Path(filename).get_base_name();
 353     XBT_ERROR("The DOT described in %s is not a DAG. It contains a cycle.", base.c_str());
 354     for (const auto& a : dag)
 355       a->destroy();
 356     dag.clear();
 357     dag.shrink_to_fit();
 358   }
 359
 360   return dag;
 361 }
 362 #else
 363 std::vector<ActivityPtr> create_DAG_from_dot(const std::string& filename)
 364 {
 365   xbt_die("create_DAG_from_dot() is not usable because graphviz was not found.\n"
 366           "Please install graphviz, graphviz-dev, and libgraphviz-dev (and erase CMakeCache.txt) before recompiling.");
 367 }
 368 #endif
 369 } // namespace simgrid::s4u
 370
 371 void STag_dax__adag()
 372 {
 373   try {
 374     double version = std::stod(A_dax__adag_version);
 375     xbt_assert(version == 2.1, "Expected version 2.1 in <adag> tag, got %f. Fix the parser or your file", version);
 376   } catch (const std::invalid_argument&) {
 377     throw std::invalid_argument(std::string("Parse error: ") + A_dax__adag_version + " is not a double");
 378   }
 379 }
 380
 381 void STag_dax__job()
 382 {
 383   try {
 384     double runtime = std::stod(A_dax__job_runtime);
 385
 386     std::string name = std::string(A_dax__job_id) + "@" + A_dax__job_name;
 387     runtime *= 4200000000.; /* Assume that timings were done on a 4.2GFlops machine. I mean, why not? */
 388     XBT_DEBUG("See <job id=%s runtime=%s %.0f>", A_dax__job_id, A_dax__job_runtime, runtime);
 389     simgrid::s4u::current_job = simgrid::s4u::Exec::init()->set_name(name)->set_flops_amount(runtime)->start();
 390     simgrid::s4u::jobs.try_emplace(A_dax__job_id, simgrid::s4u::current_job);
 391     simgrid::s4u::result.push_back(simgrid::s4u::current_job);
 392   } catch (const std::invalid_argument&) {
 393     throw std::invalid_argument(std::string("Parse error: ") + A_dax__job_runtime + " is not a double");
 394   }
 395 }
 396
 397 void STag_dax__uses()
 398 {
 399   double size;
 400   try {
 401     size = std::stod(A_dax__uses_size);
 402   } catch (const std::invalid_argument&) {
 403     throw std::invalid_argument(std::string("Parse error: ") + A_dax__uses_size + " is not a double");
 404   }
 405   bool is_input = (A_dax__uses_link == A_dax__uses_link_input);
 406
 407   XBT_DEBUG("See <uses file=%s %s>", A_dax__uses_file, (is_input ? "in" : "out"));
 408   auto it = simgrid::s4u::files.find(A_dax__uses_file);
 409   simgrid::s4u::CommPtr file;
 410   if (it == simgrid::s4u::files.end()) {
 411     file = simgrid::s4u::Comm::sendto_init()->set_name(A_dax__uses_file)->set_payload_size(size);
 412     simgrid::s4u::files[A_dax__uses_file] = file.get();
 413   } else {
 414     file = it->second;
 415     if (file->get_remaining() < size || file->get_remaining() > size) {
 416       XBT_WARN("Ignore file %s size redefinition from %.0f to %.0f", A_dax__uses_file, file->get_remaining(), size);
 417     }
 418   }
 419   if (is_input) {
 420     file->add_successor(simgrid::s4u::current_job);
 421   } else {
 422     simgrid::s4u::current_job->add_successor(file);
 423     if (file->get_dependencies().size() > 1) {
 424       XBT_WARN("File %s created at more than one location...", file->get_cname());
 425     }
 426   }
 427 }
 428
 429 static simgrid::s4u::ExecPtr current_child;
 430 void STag_dax__child()
 431 {
 432   auto job = simgrid::s4u::jobs.find(A_dax__child_ref);
 433   if (job != simgrid::s4u::jobs.end()) {
 434     current_child = job->second;
 435   } else {
 436     throw std::out_of_range("Parse error on line " + std::to_string(dax_lineno) +
 437                             ": Asked to add dependencies to the non-existent " + A_dax__child_ref + "task");
 438   }
 439 }
 440
 441 void ETag_dax__child()
 442 {
 443   current_child = nullptr;
 444 }
 445
 446 void STag_dax__parent()
 447 {
 448   auto job = simgrid::s4u::jobs.find(A_dax__parent_ref);
 449   if (job != simgrid::s4u::jobs.end()) {
 450     auto parent = job->second;
 451     parent->add_successor(current_child);
 452     XBT_DEBUG("Control-flow dependency from %s to %s", current_child->get_cname(), parent->get_cname());
 453   } else {
 454     throw std::out_of_range("Parse error on line " + std::to_string(dax_lineno) + ": Asked to add a dependency from " +
 455                             current_child->get_name() + " to " + A_dax__parent_ref + ", but " + A_dax__parent_ref +
 456                             " does not exist");
 457   }
 458 }
 459
 460 void ETag_dax__adag()
 461 {
 462   XBT_DEBUG("See </adag>");
 463 }
 464
 465 void ETag_dax__job()
 466 {
 467   simgrid::s4u::current_job = nullptr;
 468   XBT_DEBUG("See </job>");
 469 }
 470
 471 void ETag_dax__parent()
 472 {
 473   XBT_DEBUG("See </parent>");
 474 }
 475
 476 void ETag_dax__uses()
 477 {
 478   XBT_DEBUG("See </uses>");
 479 }