options.cpp

   1 #include <ctime>
   2 #include <iomanip>
   3 #include <iostream>
   4 #include <sstream>
   5 #include <stack>
   6 #include <unistd.h>             // getopt
   7 #include <xbt/log.h>
   8
   9 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(main);
  10
  11 #include "deployment.h"
  12 #include "process.h"
  13 #include "loba_2besteffort.h"
  14 #include "loba_besteffort.h"
  15 #include "loba_bulk.h"
  16 #include "loba_fairstrategy.h"
  17 #include "loba_lln.h"
  18 #include "loba_makhoul.h"
  19 #include "loba_makhoul2.h"
  20 #include "loba_simple.h"
  21 #include "misc.h"
  22
  23 #include "options.h"
  24
  25 #define DATA_DESCR_WIDTH 42
  26
  27 namespace opt {
  28
  29     // Constants
  30
  31     // A sum of loads if considered null if it is less than
  32     // load_ratio_threshold percent of the sum of loads at init.
  33     const double load_ratio_threshold = 1e-4;
  34
  35     // Global options
  36     std::string program_name;
  37     int help_requested = 0;
  38     bool version_requested = false;
  39     int option_x = 0;           // hidden option, for debugging purpose
  40
  41     // Simulation parameters
  42     int log_rate = 1;
  43     volatile std::sig_atomic_t exit_request = 0;
  44
  45     // Platform and deployment
  46     std::string platform_file;
  47     std::string deployment_file;
  48
  49     // Automatic deployment
  50     namespace auto_depl {
  51         bool        enabled = false;
  52         std::string topology("clique");
  53         unsigned    nhosts = 0;
  54         double      load = -1.0;
  55         bool        random_distribution = false;
  56         unsigned long random_seed = 0;
  57     }
  58
  59     // Load balancing algorithm
  60     std::string loba_algo("simple");
  61     bool bookkeeping = false;
  62     double min_lb_iter_duration = 1.0;          // fixme: find better defaults
  63     double min_transfer_amount = 0.0;
  64     double max_transfer_amount = 0.0;
  65     bool integer_transfer = false;
  66
  67     // Application parameters
  68     cost_func comp_cost("1e9, 0");              // fixme: find better defaults
  69     cost_func comm_cost("1e6, 0");              // fixme: find better defaults
  70     double min_comp_iter_duration = 1.0;        // fixme: find better defaults
  71     unsigned comp_iter_delay = 0;               // fixme: find better defaults
  72     double comp_time_delay = 0.0;               // fixme: find better defaults
  73
  74     // Parameters for the end of the simulation
  75     unsigned lb_maxiter = 0;
  76     unsigned comp_maxiter = 0;
  77     double time_limit = 0;
  78     bool exit_on_close = true;
  79
  80     // Named parameters lists
  81     loba_algorithms_type loba_algorithms;
  82     loba_algorithms_type::loba_algorithms_type()
  83     {
  84         NOL_INSERT("2besteffort", "balance with best effort strategy (take #2)",
  85                    loba_2besteffort);
  86         NOL_INSERT("besteffort", "balance with best effort strategy",
  87                    loba_besteffort);
  88         NOL_INSERT("bulk", "A multi-load-units assignation rule without ordering...",
  89                    loba_bulk);
  90         NOL_INSERT("fairstrategy", "balance with fair strategy",
  91                    loba_fairstrategy);
  92         NOL_INSERT("lln", "Balance with less loaded neighbors without ordering-bulk method",
  93                    loba_lln);
  94         NOL_INSERT("makhoul", "balance with Makhoul's PhD algorithm",
  95                    loba_makhoul);
  96         NOL_INSERT("makhoul2", "balance with Makhoul's source code",
  97                    loba_makhoul2);
  98         NOL_INSERT("none", "no load-balancing (for testing only)",
  99                    process);
 100         NOL_INSERT("simple", "balance with least loaded neighbor",
 101                    loba_simple);
 102     }
 103
 104     topologies_type topologies;
 105     topologies_type::topologies_type()
 106     {
 107         NOL_INSERT("btree", "binary tree topology, initial load at root",
 108                    deployment_btree);
 109         NOL_INSERT("clique", "all connected topology", deployment_clique);
 110         NOL_INSERT("hcube", "hypercube topology", deployment_hcube);
 111         NOL_INSERT("line", "line topology, initial load at one end",
 112                    deployment_line);
 113         NOL_INSERT("ring", "ring topology", deployment_ring);
 114         NOL_INSERT("star", "star topology, initial load at center",
 115                    deployment_star);
 116         NOL_INSERT("torus", "torus topology", deployment_torus);
 117     }
 118
 119 } // namespace opt
 120
 121 namespace {
 122
 123     // local helper class
 124     class opt_helper {
 125     public:
 126         template <typename T>
 127         static bool parse_arg(char opt, const char *arg, T& val);
 128         static const char* on_off(bool b);
 129         const char* descr(const char* str);
 130         template <typename T>
 131         const char* val_or_string(const T& val, const char* str,
 132                                   const T& deflt = 0);
 133         template <typename T>
 134         static bool nol_find_prefix(const T& nol, const char* descr,
 135                                     std::string& name);
 136
 137     private:
 138         std::string descr_str;
 139         std::string val_or_string_str;
 140     };
 141
 142 } // namespace
 143
 144 template <typename T>
 145 bool opt_helper::parse_arg(char opt, const char *arg, T& val)
 146 {
 147     std::istringstream str(arg);
 148     bool result = (str >> val) && str.eof();
 149     if (!result)
 150         XBT_ERROR("invalid argument for option '-%c' -- \"%s\"", opt, arg);
 151     return result;
 152 }
 153
 154 const char* opt_helper::on_off(bool b)
 155 {
 156     return b ? "on" : "off";
 157 }
 158
 159 const char* opt_helper::descr(const char* str)
 160 {
 161     std::string& res = descr_str;
 162     res = str;
 163     res.resize(DATA_DESCR_WIDTH, '.');
 164     return res.c_str();
 165 }
 166
 167 template <typename T>
 168 const char* opt_helper::val_or_string(const T& val, const char* str,
 169                                       const T& deflt)
 170 {
 171     std::string& res = val_or_string_str;
 172     if (val != deflt) {
 173         std::ostringstream oss;
 174         oss << val;
 175         res = oss.str();
 176     } else {
 177         res = str;
 178     }
 179     return res.c_str();
 180 }
 181
 182 template <typename T>
 183 bool opt_helper::nol_find_prefix(const T& nol, const char* descr,
 184                                  std::string& name)
 185 {
 186     bool result = nol.exists(name);
 187     if (!result) {
 188         std::stack<std::string> candidates;
 189         for (typename T::iterator it = nol.begin() ; it != nol.end() ; ++it) {
 190             const std::string& fullname = nol.get_name(it);
 191             if (fullname.compare(0, name.length(), name) == 0)
 192                 candidates.push(fullname);
 193         }
 194         switch (candidates.size()) {
 195         case 0:
 196             XBT_ERROR("unknownw %s -- %s", descr, name.c_str());
 197             break;
 198         case 1:
 199             name = candidates.top();
 200             candidates.pop();
 201             result = true;
 202             XBT_DEBUG("infered %s -- %s", descr, name.c_str());
 203             break;
 204         default:
 205             XBT_ERROR("ambiguous %s -- %s", descr, name.c_str());
 206             while (!candidates.empty()) {
 207                 XBT_ERROR("  candidates are -- %s", candidates.top().c_str());
 208                 candidates.pop();
 209             }
 210             break;
 211         }
 212     }
 213     return result;
 214 }
 215
 216 bool opt::parse_args(int* argc, char* argv[])
 217 {
 218     bool result = true;
 219
 220     opt::program_name = argv[0];
 221     opt::program_name.erase(0, 1 + opt::program_name.find_last_of('/'));
 222
 223 #define PARSE_ARG(x) result = opt_helper::parse_arg(c, optarg, (x)) && result
 224
 225     int c;
 226     opterr = 0;
 227     while ((c = getopt(*argc, argv,
 228                        "a:bc:C:d:D:ehi:I:l:L:m:M:N:r:Rs:S:t:T:vVx:Z")) != -1) {
 229         switch (c) {
 230         case 'a':
 231             opt::loba_algo = optarg;
 232             result = opt_helper::nol_find_prefix(opt::loba_algorithms,
 233                                                  "load balancing algorithm",
 234                                                  opt::loba_algo)
 235                 && result;
 236             break;
 237         case 'b':
 238             opt::bookkeeping = !opt::bookkeeping;
 239             break;
 240         case 'e':
 241             opt::exit_on_close = !opt::exit_on_close;
 242             break;
 243         case 'h':
 244             opt::help_requested++;
 245             break;
 246         case 'c':
 247             try {
 248                 opt::comp_cost = cost_func(optarg);
 249             } catch (...) {
 250                 XBT_ERROR("invalid argument for option '-%c' -- \"%s\"",
 251                           c, optarg);
 252                 result = false;
 253             }
 254             break;
 255         case 'C':
 256             try {
 257                 opt::comm_cost = cost_func(optarg);
 258             } catch (...) {
 259                 XBT_ERROR("invalid argument for option '-%c' -- \"%s\"",
 260                           c, optarg);
 261                 result = false;
 262             }
 263             break;
 264         case 'd':
 265             PARSE_ARG(opt::comp_iter_delay);
 266             break;
 267         case 'D':
 268             PARSE_ARG(opt::comp_time_delay);
 269             break;
 270         case 'i':
 271             PARSE_ARG(opt::lb_maxiter);
 272             break;
 273         case 'I':
 274             PARSE_ARG(opt::comp_maxiter);
 275             break;
 276         case 'l':
 277             PARSE_ARG(opt::log_rate);
 278             break;
 279         case 'L':
 280             PARSE_ARG(opt::auto_depl::load);
 281             break;
 282         case 'm':
 283             PARSE_ARG(opt::min_transfer_amount);
 284             break;
 285         case 'M':
 286             PARSE_ARG(opt::max_transfer_amount);
 287             break;
 288         case 'N':
 289             PARSE_ARG(opt::auto_depl::nhosts);
 290             break;
 291         case 'r':
 292             PARSE_ARG(opt::auto_depl::random_seed);
 293             break;
 294         case 'R':
 295             opt::auto_depl::random_distribution =
 296                 !opt::auto_depl::random_distribution;
 297             break;
 298         case 's':
 299             PARSE_ARG(opt::min_lb_iter_duration);
 300             break;
 301         case 'S':
 302             PARSE_ARG(opt::min_comp_iter_duration);
 303             break;
 304         case 't':
 305             PARSE_ARG(opt::time_limit);
 306             break;
 307         case 'T':
 308             opt::auto_depl::topology = optarg;
 309             result = opt_helper::nol_find_prefix(opt::topologies, "topology",
 310                                                  opt::auto_depl::topology)
 311                 && result;
 312             break;
 313         case 'v':
 314             // nothing to do: this option is checked at the very
 315             // beginning of main()
 316             break;
 317         case 'V':
 318             opt::version_requested = true;
 319             break;
 320         case 'x':
 321             PARSE_ARG(opt::option_x);
 322             XBT_WARN("option_x set to %d", opt::option_x);
 323             break;
 324         case 'Z':
 325             opt::integer_transfer = !opt::integer_transfer;
 326             break;
 327         case '?':
 328             XBT_ERROR("invalid option -- '%c'", optopt);
 329             result = false;
 330             break;
 331         }
 332     }
 333
 334 #undef PARSE_ARG
 335
 336     if (opt::version_requested || opt::help_requested)
 337         return 1;
 338
 339     if (optind < *argc) {
 340         opt::platform_file = argv[optind++];
 341     } else {
 342         XBT_ERROR("missing parameter -- <plaform_file>");
 343         result = false;
 344     }
 345     if (optind < *argc) {
 346         opt::deployment_file = argv[optind++];
 347     }
 348     opt::auto_depl::enabled = opt::deployment_file.empty();
 349
 350     while (optind < *argc) {
 351         XBT_ERROR("unused parameter -- \"%s\"", argv[optind++]);
 352         result = false;
 353     }
 354
 355     if (opt::max_transfer_amount &&
 356         opt::max_transfer_amount < opt::min_transfer_amount) {
 357         XBT_ERROR("max. data transfer amount < min. data transfer amount");
 358         result = false;
 359     }
 360
 361     if (!opt::auto_depl::random_seed)
 362         opt::auto_depl::random_seed = time(NULL);
 363
 364     return result;
 365 }
 366
 367 void opt::print()
 368 {
 369     opt_helper h;
 370
 371 #define DESCR(description, format, value) \
 372     XBT_INFO("| %s: " format, h.descr(description), value)
 373
 374     XBT_INFO(",----[ Simulation parameters ]");
 375     DESCR("log rate", "%s", h.val_or_string(log_rate, "disabled"));
 376     DESCR("platform file", "\"%s\"", platform_file.c_str());
 377     if (auto_depl::enabled) {
 378         XBT_INFO("| automatic deployment enabled");
 379         DESCR("- topology", "%s", auto_depl::topology.c_str());
 380         DESCR("- number of hosts", "%s", h.val_or_string(auto_depl::nhosts,
 381                                                          "auto"));
 382         if (auto_depl::load < 0.0)
 383             DESCR("- initial load (average)", "%g", -auto_depl::load);
 384         else
 385             DESCR("- initial load (total)", "%g", auto_depl::load);
 386         DESCR("- random initial load distribution", "%s",
 387               h.on_off(auto_depl::random_distribution));
 388         DESCR("- random seed", "%s",
 389               h.val_or_string(auto_depl::random_seed, "time based"));
 390     } else {
 391         DESCR("deployment file", "\"%s\"", deployment_file.c_str());
 392     }
 393     DESCR("load balancing algorithm", "%s", loba_algo.c_str());
 394     DESCR("bookkeeping", "%s", h.on_off(bookkeeping));
 395     DESCR("minimum duration between lb. iterations", "%g",
 396           min_lb_iter_duration);
 397     DESCR("computation cost factors", "[%s]", comp_cost.to_string().c_str());
 398     DESCR("communication cost factors", "[%s]", comm_cost.to_string().c_str());
 399     DESCR("minimum data transfer amount", "%g", min_transfer_amount);
 400     DESCR("maximum data transfer amount", "%s",
 401           h.val_or_string(max_transfer_amount, "no limit"));
 402     DESCR("only transfer integer data shares", "%s",
 403           h.on_off(integer_transfer));
 404     DESCR("minimum duration between comp. iterations", "%g",
 405           min_comp_iter_duration);
 406     DESCR("computations start after lb. iter", "%u", comp_iter_delay);
 407     DESCR("computations start after time", "%g", comp_time_delay);
 408     DESCR("maximum number of lb. iterations", "%s",
 409           h.val_or_string(lb_maxiter, "no limit"));
 410     DESCR("maximum number of comp. iterations", "%s",
 411           h.val_or_string(comp_maxiter, "no limit"));
 412     DESCR("time limit", "%s", h.val_or_string(time_limit, "no limit"));
 413     DESCR("exit on close", "%s", h.on_off(exit_on_close));
 414     XBT_INFO("`----");
 415
 416 #undef DESCR
 417 }
 418
 419 void opt::usage()
 420 {
 421     // option(...)
 422 #define o(opt) "    " << std::setw(14) \
 423                       << std::left << (opt) << std::right << " "
 424     // sub-option(...)
 425 #define so(subopt) std::setw(18) << (subopt) << " : "
 426     // sub-option list
 427 #define so_list(name) do {                                      \
 428         name ## _type::iterator it;                             \
 429         for (it = name.begin() ; it != name.end() ; ++it)       \
 430             std::clog << so(name.get_name(it))                  \
 431                       << name.get_descr(it) << "\n";            \
 432     } while (0)
 433
 434
 435     std::clog << "Usage: " << opt::program_name
 436               << " [options] <platform_file> [<deployment_file>]\n";
 437     std::clog << "Current values for the parameters are given between square brackets.\n";
 438
 439     std::clog << "\nGlobal options:\n";
 440     std::clog << o("-h")
 441               << "print help and exit (use -hh or -hhh for extended help)\n";
 442     if (opt::help_requested < 1)
 443         return;
 444
 445     std::clog << o("--help") << "print help from SimGrid framework and exit\n";
 446     std::clog << o("-V") << "print version and exit\n";
 447
 448     std::clog << "\nSimulator output:\n";
 449     std::clog << o("-l value")
 450               << "print current load every n lb iterations, 0 to disable"
 451               << " [" << opt::log_rate << "]\n";
 452     std::clog << o("-v")
 453               << "verbose: do not override the default logging parameters\n";
 454
 455     std::clog << "\nAutomatic deployment:\n";
 456     std::clog << o("-T name")
 457               << "enable automatic deployment with selected topology"
 458               << " [" << opt::auto_depl::topology << "]\n";
 459     if (opt::help_requested > 1)
 460         so_list(opt::topologies);
 461     std::clog << o("-L value")
 462               << "total load with auto deployment, average if negative"
 463               << " [" << opt::auto_depl::load << "]\n";
 464     std::clog << o("-N value")
 465               << "number of hosts to use with auto deployment, 0 for max."
 466               << " [" << opt::auto_depl::nhosts << "]\n";
 467     std::clog << o("-R")
 468               << "toggle random initial load distribution"
 469               << " [" << opt_helper::on_off(opt::auto_depl::random_distribution)
 470               << "]\n";
 471     std::clog << o("-r value")
 472               << "random seed, 0 for a seed based on current date"
 473               << " [" << opt::auto_depl::random_seed << "]\n";
 474
 475     std::clog << "\nLoad balancing algorithm:\n";
 476     std::clog << o("-a name") << "load balancing algorithm"
 477               << " [" << opt::loba_algo << "]\n";
 478     if (opt::help_requested > 1)
 479         so_list(opt::loba_algorithms);
 480     std::clog << o("-b") << "toggle bookkeeping (\"virtual load\")"
 481               << " [" << opt_helper::on_off(opt::bookkeeping) << "]\n";
 482
 483     std::clog << "\nLb. and comp. iterations:\n";
 484     std::clog << o("-s value")
 485               << "minimum duration between lb. iterations"
 486               << " [" << opt::min_lb_iter_duration << "]\n";
 487     std::clog << o("-S value")
 488               << "minimum duration between comp. iterations"
 489               << " [" << opt::min_comp_iter_duration << "]\n";
 490     std::clog << o("-d value")
 491               << "start comp. iterations after given number of lb. iter."
 492               << " [" << opt::comp_iter_delay << "]\n";
 493     std::clog << o("-D value")
 494               << "start comp. iterations after given time"
 495               << " [" << opt::comp_time_delay << "]\n";
 496
 497     std::clog << "\nComputations and communications:\n";
 498     std::clog << o("-c [aN,...]a0")
 499               << "polynomial factors for computation cost"
 500               << " [" << opt::comp_cost.to_string() << "]\n";
 501     std::clog << o("-C [aN,...]a0")
 502               << "polynomial factors for communication cost"
 503               << " [" << opt::comm_cost.to_string() << "]\n";
 504     std::clog << o("-m value")
 505               << "minimum data transfer amount"
 506               << " [" << opt::min_transfer_amount << "]\n";
 507     std::clog << o("-M value")
 508               << "maximum data transfer amount, 0 for no limit"
 509               << " [" << opt::max_transfer_amount << "]\n";
 510     std::clog << o("-Z")
 511               << "toggle transfer of integer data shares only"
 512               << " [" << opt_helper::on_off(opt::integer_transfer) << "]\n";
 513
 514     std::clog << "\nEnd of the simulation:\n";
 515     std::clog << o("-i value")
 516               << "maximum number of lb. iterations, 0 for no limit"
 517               << " [" << opt::lb_maxiter << "]\n";
 518     std::clog << o("-I value")
 519               << "maximum number of comp. iterations, 0 for no limit"
 520               << " [" << opt::comp_maxiter << "]\n";
 521     std::clog << o("-t value")
 522               << "time limit (simulated time), 0 for no limit"
 523               << " [" << opt::time_limit << "]\n";
 524     std::clog << o("-e") << "toggle exit on reception of \"close\" message"
 525               << " [" << opt_helper::on_off(opt::exit_on_close) << "]\n";
 526
 527     if (opt::help_requested < 3)
 528         return;
 529
 530     std::clog << "\nLogging support:\n"
 531               << "    See SimGrid documentation on:\n"
 532               << "        http://simgrid.gforge.inria.fr/doc/group__XBT__log.html#log_user\n"
 533               << "    Existing categories are:\n"
 534               << "        simu : root of following categories\n"
 535               << "        main : messages from global infrastructure\n"
 536               << "        depl : messages from auto deployment (inherited from main)\n"
 537               << "        comm : messages from asynchronous pipes\n"
 538               << "        proc : messages from base process class\n"
 539               << "        loba : messages from load-balancer\n"
 540               << "        thrd : messages from thread wrapper class\n";
 541
 542     // std::clog << "\nMiscellaneous low-level parameters\n";
 543
 544 #undef so_list
 545 #undef so
 546 #undef o
 547 }
 548
 549 // Local variables:
 550 // mode: c++
 551 // End: