src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include <cstdlib>
   8
   9 #include <algorithm>
  10
  11 #include "ptask_L07.hpp"
  12
  13 #include "cpu_interface.hpp"
  14 #include "surf_routing.hpp"
  15 #include "xbt/lib.h"
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  19
  20 /**************************************/
  21 /*** Resource Creation & Destruction **/
  22 /**************************************/
  23 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  24 {
  25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  26   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  27   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  28
  29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  31 }
  32
  33
  34 namespace simgrid {
  35 namespace surf {
  36
  37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  38   maxminSystem_ = lmm_system_new(1);
  39   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
  40   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  41   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  42
  43   routing_model_create(surf_network_model->createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE, nullptr));
  44 }
  45
  46 HostL07Model::~HostL07Model() {
  47   delete surf_cpu_model_pm;
  48   delete surf_network_model;
  49 }
  50
  51 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  52   : CpuModel()
  53   , p_hostModel(hmodel)
  54   {
  55     maxminSystem_ = sys;
  56   }
  57 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  58   surf_cpu_model_pm = nullptr;
  59   lmm_system_free(maxminSystem_);
  60   maxminSystem_ = nullptr;
  61 }
  62 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  63   : NetworkModel()
  64   , p_hostModel(hmodel)
  65   {
  66     maxminSystem_ = sys;
  67   }
  68 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  69 {
  70   surf_network_model = nullptr;
  71   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  72 }
  73
  74
  75 double HostL07Model::next_occuring_event(double /*now*/)
  76 {
  77   ActionList *runningActions = getRunningActionSet();
  78   double min = shareResourcesMaxMin(runningActions, maxminSystem_);
  79
  80   for (auto it(runningActions->begin()), itend(runningActions->end()); it != itend ; ++it) {
  81     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  82     if (action->m_latency > 0 && (min < 0 || action->m_latency < min)) {
  83       min = action->m_latency;
  84       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  85     }
  86   }
  87   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  88
  89   return min;
  90 }
  91
  92 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  93
  94   L07Action *action;
  95   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  96
  97   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  98    ; it != actionSet->end()
  99    ; it =  itNext) {
 100   ++itNext;
 101     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 102     if (action->m_latency > 0) {
 103       if (action->m_latency > delta) {
 104         double_update(&(action->m_latency), delta, sg_surf_precision);
 105       } else {
 106         action->m_latency = 0.0;
 107       }
 108       if ((action->m_latency == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 109         action->updateBound();
 110         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 111       }
 112     }
 113     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 114            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 115     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 116
 117     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 118       action->updateMaxDuration(delta);
 119
 120     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 121
 122     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 123      *  - The amount of remaining work reached 0
 124      *  - The max duration was reached
 125      * If it's not done, it may have failed.
 126      */
 127
 128     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 129         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 130       action->finish();
 131       action->setState(Action::State::done);
 132     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 133                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 134       action->finish();
 135       action->setState(Action::State::done);
 136     } else {
 137       /* Need to check that none of the model has failed */
 138       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 139       int i = 0;
 140
 141       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 142         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 143         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 144           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 145           action->finish();
 146           action->setState(Action::State::failed);
 147           break;
 148         }
 149       }
 150     }
 151   }
 152   return;
 153 }
 154
 155 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 156                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 157   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 158 }
 159
 160
 161 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 162                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 163   : CpuAction(model, 1, 0)
 164 {
 165   int nb_link = 0;
 166   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 167   double latency = 0.0;
 168
 169   this->p_netcardList->reserve(host_nb);
 170   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 171     this->p_netcardList->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 172
 173   /* Compute the number of affected resources... */
 174   if(bytes_amount != nullptr) {
 175     xbt_dict_t ptask_parallel_task_link_set = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
 176
 177     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 178       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 179
 180         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 181           double lat=0.0;
 182           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 183
 184           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 185           latency = MAX(latency, lat);
 186
 187           for (auto link : *route)
 188             xbt_dict_set(ptask_parallel_task_link_set, link->getName(), link, nullptr);
 189           delete route;
 190         }
 191       }
 192     }
 193
 194     nb_link = xbt_dict_length(ptask_parallel_task_link_set);
 195     xbt_dict_free(&ptask_parallel_task_link_set);
 196   }
 197
 198   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 199     if (flops_amount[i] > 0)
 200       nb_used_host++;
 201
 202   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 203   this->p_computationAmount = flops_amount;
 204   this->p_communicationAmount = bytes_amount;
 205   this->m_latency = latency;
 206   this->m_rate = rate;
 207
 208   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 209       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 210       host_nb + nb_link);
 211
 212   if (this->m_latency > 0)
 213     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 214
 215   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 216     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 217         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 218
 219   if(bytes_amount != nullptr) {
 220     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 221       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 222
 223         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 224           continue;
 225         std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 226
 227         routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, nullptr);
 228
 229         for (auto link : *route)
 230           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 231
 232         delete route;
 233       }
 234     }
 235   }
 236
 237   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 238     this->setCost(1.0);
 239     this->setRemains(0.0);
 240   }
 241   xbt_free(host_list);
 242 }
 243
 244 Action *NetworkL07Model::communicate(kernel::routing::NetCard *src, kernel::routing::NetCard *dst, double size, double rate)
 245 {
 246   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 247   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 248   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 249
 250   host_list[0] = sg_host_by_name(src->name());
 251   host_list[1] = sg_host_by_name(dst->name());
 252   bytes_amount[1] = size;
 253
 254   return p_hostModel->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 255 }
 256
 257 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 258 {
 259   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 260 }
 261
 262 Link* NetworkL07Model::createLink(const char *name, double bandwidth, double latency,
 263     e_surf_link_sharing_policy_t policy, xbt_dict_t properties)
 264 {
 265   return new LinkL07(this, name, properties, bandwidth, latency, policy);
 266 }
 267
 268 /************
 269  * Resource *
 270  ************/
 271
 272 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model *model, simgrid::s4u::Host *host, std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 273  : Cpu(model, host, speedPerPstate, core)
 274 {
 275   constraint_ = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front());
 276 }
 277
 278 CpuL07::~CpuL07()=default;
 279
 280 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model *model, const char* name, xbt_dict_t props, double bandwidth, double latency,
 281              e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 282  : Link(model, name, props, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 283 {
 284   m_bandwidth.peak = bandwidth;
 285   m_latency.peak = latency;
 286
 287   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 288     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 289
 290   Link::onCreation(this);
 291 }
 292
 293 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 294 {
 295   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 296   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 297
 298   host_list[0] = getHost();
 299   flops_amount[0] = size;
 300
 301   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->p_hostModel->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 302 }
 303
 304 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 305 {
 306   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 307   action->maxDuration_ = duration;
 308   action->suspended_ = 2;
 309   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 310
 311   return action;
 312 }
 313
 314 bool CpuL07::isUsed(){
 315   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 316 }
 317
 318 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 319 void CpuL07::onSpeedChange() {
 320   lmm_variable_t var = nullptr;
 321   lmm_element_t elem = nullptr;
 322
 323     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 324     while ((var = lmm_get_var_from_cnst (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 325       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 326
 327       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 328     }
 329
 330   Cpu::onSpeedChange();
 331 }
 332
 333
 334 bool LinkL07::isUsed(){
 335   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 336 }
 337
 338 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 339   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 340   if (triggered == speed_.event) {
 341     speed_.scale = value;
 342     onSpeedChange();
 343     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 344
 345   } else if (triggered == stateEvent_) {
 346     if (value > 0)
 347       turnOn();
 348     else
 349       turnOff();
 350     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 351
 352   } else {
 353     xbt_die("Unknown event!\n");
 354   }
 355 }
 356
 357 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 358   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 359   if (triggered == m_bandwidth.event) {
 360     updateBandwidth(value);
 361     tmgr_trace_event_unref(&m_bandwidth.event);
 362
 363   } else if (triggered == m_latency.event) {
 364     updateLatency(value);
 365     tmgr_trace_event_unref(&m_latency.event);
 366
 367   } else if (triggered == m_stateEvent) {
 368     if (value > 0)
 369       turnOn();
 370     else
 371       turnOff();
 372     tmgr_trace_event_unref(&m_stateEvent);
 373
 374   } else {
 375     xbt_die("Unknown event ! \n");
 376   }
 377 }
 378
 379 void LinkL07::updateBandwidth(double value)
 380 {
 381   m_bandwidth.peak = value;
 382   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), m_bandwidth.peak * m_bandwidth.scale);
 383 }
 384
 385 void LinkL07::updateLatency(double value)
 386 {
 387   lmm_variable_t var = nullptr;
 388   L07Action *action;
 389   lmm_element_t elem = nullptr;
 390
 391   m_latency.peak = value;
 392   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 393     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 394     action->updateBound();
 395   }
 396 }
 397
 398 /**********
 399  * Action *
 400  **********/
 401
 402 L07Action::~L07Action(){
 403   delete p_netcardList;
 404   free(p_communicationAmount);
 405   free(p_computationAmount);
 406 }
 407
 408 void L07Action::updateBound()
 409 {
 410   double lat_current = 0.0;
 411   double lat_bound = -1.0;
 412   int i, j;
 413
 414   int hostNb = p_netcardList->size();
 415
 416   if (p_communicationAmount != nullptr) {
 417     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 418       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 419
 420         if (p_communicationAmount[i * hostNb + j] > 0) {
 421           double lat = 0.0;
 422           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 423           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 424
 425           lat_current = MAX(lat_current, lat * p_communicationAmount[i * hostNb + j]);
 426           delete route;
 427         }
 428       }
 429     }
 430   }
 431   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 432   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 433   if ((m_latency == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 434     if (m_rate < 0)
 435       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 436     else
 437       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(m_rate, lat_bound));
 438   }
 439 }
 440
 441 int L07Action::unref()
 442 {
 443   refcount_--;
 444   if (!refcount_) {
 445     if (action_hook.is_linked())
 446       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 447     if (getVariable())
 448       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 449     delete this;
 450     return 1;
 451   }
 452   return 0;
 453 }
 454
 455 }
 456 }