]> rtime.felk.cvut.cz Git - frescor/frsh-include.git/blobdiff - frsh_spare_capacity.h
Modified frsh_sharedobj_calibrate to use phase 2 API
[frescor/frsh-include.git] / frsh_spare_capacity.h
index d80c6c1654e6437ab0dde20f93f3714b57475e75..0d0cf70e649432dd5f1126627ed3b0c4a51d5247 100644 (file)
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-//   Copyright (C) 2005  Mälardalen University, SWEDEN
+//  Copyright (C) 2006 - 2008 FRESCOR consortium partners:
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+//    Universidad de Cantabria,              SPAIN
+//    University of York,                    UK
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+//
+//    See http://www.frescor.org for a link to partners' websites
+//
+//           FRESCOR project (FP6/2005/IST/5-034026) is funded
+//        in part by the European Union Sixth Framework Programme
+//        The European Union is not liable of any use that may be
+//        made of this code.
+//
+//
+//  based on previous work (FSF) done in the FIRST project
+//
+//   Copyright (C) 2005  Mälardalen University, SWEDEN
 //                       Scuola Superiore S.Anna, ITALY
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-//  As a special exception, if you include this header file into source
-//  files to be compiled, this header file does not by itself cause
-//  the resulting executable to be covered by the GNU General Public
-//  License.  This exception does not however invalidate any other
-//  reasons why the executable file might be covered by the GNU General
-//  Public License.
+//  As a special exception, including FRSH header files in a file,
+//  instantiating FRSH generics or templates, or linking other files
+//  with FRSH objects to produce an executable application, does not
+//  by itself cause the resulting executable application to be covered
+//  by the GNU General Public License. This exception does not
+//  however invalidate any other reasons why the executable file might be
+//  covered by the GNU Public License.
 // -----------------------------------------------------------------------
 //frsh_spare_capacity.h
-//===================================================
-//       FFFFFFIII   RRRRR      SSTTTTTTT
-//      FF         IIR   RR    SS
-//     FF           IR        SS
-//    FFFFFF         RRRR    SSSSST
-//   FF       FI       RRR  SS
-//  FF         II     RRR  SS
-// FF           IIIIIR    RS
+//==============================================
+//  ******** *******    ********  **      **
+//  **///// /**////**  **//////  /**     /**
+//  **      /**   /** /**        /**     /**
+//  ******* /*******  /********* /**********
+//  **////  /**///**  ////////** /**//////**
+//  **      /**  //**        /** /**     /**
+//  **      /**   //** ********  /**     /**
+//  //       //     // ////////   //      // 
 //
-// FRSH(FIRST Scheduling Framework) 
-// spare capacity sharing functionality
-//===================================================
+// FRSH(FRescor ScHeduler), pronounced "fresh"
+//==============================================
+#ifndef _FRSH_SPARE_CAPACITY_H_
+#define _FRSH_SPARE_CAPACITY_H_
 
 #include <time.h>
 #include <stdint.h>
-#include "frsh_basic_types.h"
+#include "frsh_spare_capacity_types.h"
+#include "frsh_core_types.h"
 #include "frsh_core.h"
 
-#ifndef _FRSH_SPARE_CAPACITY_H_
-#define _FRSH_SPARE_CAPACITY_H_
+FRSH_CPP_BEGIN_DECLS
+
+/**
+ * @file frsh_spare_capacity.h
+ **/
 
 #define FRSH_SPARE_CAPACITY_MODULE_SUPPORTED       1
 
-//// The definition of this types is in frsh_basic_types.h
-//
-//// Granularity of spare capacity requirements
-//typedef enum {FRSH_CONTINUOUS, FRSH_DISCRETE} frsh_granularity_t;
-//
-//// Utilization (budget and period) value
-//typedef struct {
-//  struct timespec    budget;    // Execution time
-//  struct timespec    period;    // Period
-//} frsh_utilization_value_t;
-//
-////List of utilization values
-//typedef struct {
-//  int                         size; // = 0
-//  frsh_utilization_value_t     
-//      value[FRSH_MAX_N_UTILIZATION_VALUES]; 
-//      //unit change to value.....
-//} frsh_utilization_set_t;
-//
-//
-//// Constants for assigning default values
-//#define FRSH_DEFAULT_GRANULARITY         FRSH_CONTINUOUS
-//#define FRSH_DEFAULT_QUALITY             0
-//#define FRSH_DEFAULT_IMPORTANCE          1
-//
-//
-//// Constants for omitting the assignment of values to specific
-//// arguments in calls to initialization functions
-//
-//#define FRSH_NULL_UTILIZATION_SET     (frsh_utilization_set_t *)NULL
-//
 
-//frsh_set_contract_reclamation_parameters: The operation updates the
-//specified contract parameters object by setting its maximum usable
-//budget, minimum period, granularity, utilization set, quality, and
-//importance to the specified input parameters.
-/*
-    [ERR@RETURNED:
-     FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT :  if contract is NULL or  
-       (budget_max value is grater than period_max or smaller than budget_min)  or
-       (period_min is smaller than budget_mint or larger than period_max)       or
-       (granularity is neither FRSH_CONTINUOUS nor FRSH_DISCRETE)                 or
-       (granularity is FRSH_CONTINUOUS and 
-        utilization_set is not FRSH_NULL_UTILIZATION_SET)                        or
-       (granularity is FRSH_DISCRETE and
-        utilization_set is FRSH_NULL_UTILIZATION_SET)                            or
-       (utilization_set is not FRSH_NULL_UTILIZATION_SET and
-        (size of utilization_set less than 2 or greater 
-         than FRSH_MAX_N_UTILIZATION_VALUES)                )                    or
-       (quality < 0)                                                            or
-       (importance is less than 1 or greater than FRSH_N_IMPORTANCE_LEVELS)      or
-       (the utilization_set elements are not in increasing utilization order)   or
-       (the first utilization value in the utilization_set does not match
-        the pair (budget_min, period_max) of the contract)                      or
-       (the last utilization value in the utilization_set does not match
-        the pair (budget_max, period_min) of the contract)
-    ]
-
-*/
-int
-frsh_set_contract_reclamation_parameters
-  (frsh_contract_parameters_t   *contract,
-   const struct timespec       *budget_max,
-   const struct timespec       *period_min,
-   frsh_granularity_t            granularity,
-   const frsh_utilization_set_t *utilization_set,
-   int                          quality,
-   int                          importance);
-
-
-//frsh_get_contract_reclamation_parameters: The operation obtains from
-//the specified contract parameters object its granularity,
-//utilization set, quality, and importance. Then copies them to the
-//variables pointed to by the specified input parameters.  Only the
-//utilization_values of the utilization_set that are in use, are
-//copied (according to its size field).
-/*
-    [ERR@RETURNED:
-     FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT :  if contract is NULL
-    ]
-*/
-int
-frsh_get_contract_reclamation_parameters
-  (const frsh_contract_parameters_t *contract,
-   struct timespec                 *budget_max,
-   struct timespec                 *period_min,
+/**
+ * @file frsh_spare_capacity.h
+ *
+ * This file contains the function prototypes for the usage of
+ * spare capacity and dynamic reclamation.
+ **/
+
+/**
+ * @defgroup sparecapacity Spare Capacity module
+ *
+ * This module manages the partition of exceeding capacity at
+ * negotiation time between the vres that express their desire of
+ * optional requirements. 
+ *
+ * It works by:
+ *
+ * -  Allowing to define a range of budget and period instead of
+ *    giving WCET values only.  This range can be continuous or
+ *    discrete.
+ *
+ * -  Specifying a fairness measurement to compete with other vres in the
+ *    division of the share.
+ *
+ * -  Specifying a stability_time time for vres that need to have
+ *    a assigned capacity remain const during time (they would be
+ *    annoyed if their budget or period would change). 
+ *
+ * There are no specific negotiation calls because the algorithms used
+ * in the core module take already these min-max ranges into account.
+ *
+ * An operation is available for applications to ask for a stability
+ * period of a specified length. The framework will then return the
+ * total capacity (execution time budget and virtual resource period)
+ * that the application is guaranteed to receive in this stability
+ * period. The rationale for this service is that jobs may span a
+ * number of virtual resource periods, and need to have a guaranteed
+ * amount of capacity before they can choose a higher quality (longer
+ * execution time) method, when multiple methods are available. Also
+ * applications may require that the capacity provided to them and
+ * hence the quality of results produced remains consistent for a
+ * period of time, so that consistent behaviour is provided for the
+ * user (e.g. multimedia applications).
+ *
+ * Requesting a new stability period has the effect of cancelling any
+ * previous one. So a subsequent request for stability up to the same
+ * point in time could return a lower total capacity, if spare capacity
+ * re-allocation is in progress due to the admission of a new
+ * application. If a stability period expires without having explicitly
+ * set a new one, the system may decide to perform a reallocation of
+ * spare resources at that point, or may defer this decision to some
+ * future point in time when it is appropriate. In both cases, a new
+ * stability period will start when the new spare capacity assignment
+ * is in effect.
+ *
+ *
+ * NOTE:  When we talk here about "spare capacity" we mean STATIC extra
+ *        capacity at NEGOTIATION TIME.  This is the minimum capacity
+ *        that the vres will get based on contract negotiation.
+ *        This capacity is distributed based on the importance and
+ *        weight values and is known before-hand at the beginning of
+ *        a period.
+ *
+ *        Besides this extra capacity, there is the DYNAMIC extra
+ *        capacity that results at RUN TIME from earlier job endings of
+ *        bounded-workload vres.  This extra capacity can vary
+ *        between each execution period and is not known beforehand.
+ *
+ *        This extra run-time capacity is assigned if the following 2
+ *        conditions are met:
+ *
+ *        -  FRSH_DYNAMIC_RECLAIMING_MODULE_SUPPORTED is defined to 1
+ *            (in frsh_dynamic_reclaiming.h).
+ *
+ *        -  There is at least one vres willing to accept this extra
+ *           capacity: 
+ *           -  A FRSH_BOUNDED workload vres with a range of Budget
+ *              and Period that can absorb the extra capacity and
+ *              whose static_time period is not active.
+ *           -  An INDETERMINATE workload vres with an active
+ *              static_time period.
+ * @{
+ **/
+
+
+
+/**
+ * frsh_contract_set_reclamation_params()
+ *
+ * The operation updates the specified contract parameters object by
+ * setting its maximum usable budget, minimum period, granularity,
+ * utilization set, weight, and importance to the specified input
+ * parameters.
+ *
+ * @param contract  Contract object
+ * @param stability_time Time in which FRSH guarantees that the
+ *                   assigned budget and period will remain permanent
+ *                   even across renegotiations.
+ * @param budget_max The maximum budget that the vres aspires to
+ *                   get allocated.
+ * @param period_min The minimum period (therefore minimal
+ *                   interarrival time) that the vres may get for
+ *                   awakening and replenishment periods.
+ * @param granularity FRSH_CONTINUOUS:  Use  min-max values,
+ *                    FRSH_DISCRETE: Use utilization_set.
+ * @param utilization_set A structure of discrete triples (budget,
+ *                          period, deadline)
+ * @param importance non-cooperative urgency indicator.  Vres with
+ *                   higher importance will get all spare capacity des
+ * @param weight    cooperative urgency indicator.  At equal
+ *                   importance, spare capacity will be distributed
+ *                   proportionally to weight levels.
+ *
+ *
+ * @return 0 if successful \n
+ *   FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT :  if contract is NULL  \b or \n
+ *     (budget_max value is grater than period_max or smaller than budget_min) \b or \n
+ *      (period_min is smaller than budget_mint or larger than period_max)     \b or \n
+ *      (granularity is neither FRSH_CONTINUOUS nor FRSH_DISCRETE)     \b or \n
+ *      (granularity is FRSH_CONTINUOUS and 
+ *       utilization_set is not FRSH_NULL_UTILIZATION_SET)            \b or \n
+ *      (granularity is FRSH_DISCRETE and
+ *       utilization_set is FRSH_NULL_UTILIZATION_SET                 \b or \n
+ *      (utilization_set is not FRSH_NULL_UTILIZATION_SET and
+ *       (size of utilization_set less than 2 or greater 
+ *        than FRSH_MAX_N_UTILIZATION_VALUES)                )        \b or \n
+ *      (weight < 0)                                                  \b or \n
+ *      (importance is less than 1 or greater than FRSH_N_IMPORTANCE_LEVELS) \b or \n
+ *      (the utilization_set elements are not in increasing utilization order) \b or \n
+ *      (the first utilization value in the utilization_set does not match
+ *       the pair (budget_min, period_max) of the contract)           \b or \n
+ *      (the last utilization value in the utilization_set does not match
+ *       the pair (budget_max, period_min) of the contract)
+ * 
+ **/
+int frsh_contract_set_reclamation_params(frsh_contract_t   *contract,
+                                         const frsh_rel_time_t       *stability_time,
+                                         const frsh_rel_time_t       *budget_max,
+                                         const frsh_rel_time_t       *period_min,
+                                         frsh_granularity_t            granularity,
+                                         const frsh_utilization_set_t *utilization_set,
+                                         int                          importance,
+                                         int                          weight);
+
+/**
+ * frsh_contract_get_reclamation_params()
+ *
+ * The operation obtains the sparecapacity contract parameters from
+ * the contract object.
+ *
+ * @see frsh_set_contract_reclamation_parameters() for the meaning of
+ * each parameter.
+ * 
+ * Only the utilization_values of the utilization_set
+ * that are in use, are copied (according to its size field).
+ *
+ *
+ * @return 0 if successful \n
+ *   FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT :  if contract is NULL
+ * 
+ **/
+int frsh_contract_get_reclamation_params
+  (const frsh_contract_t *contract,
+   frsh_rel_time_t                 *stability_time,
+   frsh_rel_time_t                 *budget_max,
+   frsh_rel_time_t                 *period_min,
    frsh_granularity_t               *granularity,
    frsh_utilization_set_t           *utilization_set,
-   int                             *quality,
-   int                             *importance);
-
-
-//frsh_request_change_quality_and_importance: The operation enqueues a
-//request to change the quality and importance parameters of the
-//specified server, and returns immediately.  The change operation is
-//performed as soon as it is practical; meanwhile the system operation
-//will continue normally.
-/*
-    [ERR@RETURNED:
-     FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the server argument is not in range or
-       (quality < 0)                                                            or
-       (importance is less than 1 or greater than FRSH_N_IMPORTANCE_LEVELS)
-     FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
-       scheduled under the FRSH
-     FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not running
-     FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_SERVER : if the server has been cancelled or it
-       is not valid
-    ]
-*/
-int
-frsh_request_change_quality_and_importance
-  (frsh_server_id_t server,
-   int new_importance,
-   int new_quality);
-
-
-//frsh_get_total_quality: This operation calculates the sum of the
-//quality parameters for all servers in the system of importance level
-//equal to that of the specified server, and stores it in the variable
-//pointed to by total_quality.
-/*
-    [ERR@RETURNED:
-     FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the server argument is not in range or
-       total_quality is NULL
-     FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
-       scheduled under the FRSH
-     FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not running
-     FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_SERVER : if the server has been cancelled or it
-       is not valid
-    ]
-*/
-
-int
-frsh_get_total_quality 
-   (frsh_server_id_t server, int *total_quality);
-
-
-//frsh_get_available_capacity: This operation stores in the variable
-//pointed to by capacity the spare capacity currently assigned to the
-//importance level of the specified server. The capacity is the number
-//obtained divided by UINT32_MAX, and it represents the processor or
-//network utilization.
-/*
-    [ERR@RETURNED:
-     FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the server argument is not in range or
-       capacity is NULL
-     FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
-       scheduled under the FRSH
-     FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not running
-     FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_SERVER : if the server has been cancelled or it
-       is not valid
-    ]
-*/
-
-int
-frsh_get_available_capacity (
-    frsh_server_id_t server, uint32_t *capacity);
+   int                             *importance,
+   int                             *weight);
+
+
+/**
+ * frsh_vres_get_remaining_stability_time()
+ *
+ * This operation returns the stability_time for the vres.
+ *
+ * @return 0 if successful \n
+ *   FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the vres argument is not in range or
+ *       capacity is NULL \n
+ *   FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
+ *       scheduled under FRSH \n
+ *   FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not
+ *       running \n
+ *   FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_VRES : if the vres has been cancelled or it
+ *       is not valid \n
+ * 
+ **/
+int frsh_vres_get_remaining_stability_time(frsh_vres_id_t vres, 
+                                      frsh_rel_time_t *stability_time);
+
+
+/**
+ * frsh_vres_set_stability_time: 
+ * 
+ * Dynamically set the stability time for a given virtual resource to
+ * the specified interval. This operation sets a new value for the
+ * stability time associated with the virtual resource. As a result of
+ * this call the system may change the allocation of resources to the
+ * current virtual resource. Regardless of whether the resources are
+ * reallocated or not, the call resets the stability period so that
+ * the level of resources allocated to the virtual resource is kept
+ * stable for at least the duration of the requested interval.  The
+ * possibly new values of budget and period are returned in the
+ * corresponding parameters
+ */
+
+int frsh_vres_set_stability_time 
+      (frsh_vres_id_t vres,
+       const frsh_rel_time_t *stability_time,
+       frsh_rel_time_t *budget,
+       frsh_rel_time_t *period);
+
+
+/**
+ * frsh_resource_get_capacity()
+ *
+ * This operation gets the spare capacity currently assigned to an
+ * importance level.  The capacity is the number obtained divided by
+ * UINT32_MAX, and it represents the processor or network
+ * utilization.
+ *
+ * @return 0 if successful \n
+ *   FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the vres argument is not in range or
+ *       capacity is NULL \n
+ *   FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
+ *       scheduled under the FRSH \n
+ *   FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not
+ *       running \n
+ *   FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_VRES : if the vres has been cancelled or it
+ *       is not valid \n
+ * 
+ **/
+int frsh_resource_get_capacity(const frsh_resource_type_t resource_type,
+                               const frsh_resource_id_t resource_id,
+                               const int importance,
+                               uint32_t *capacity);
+
+
+/**
+ * frsh_resource_get_total_weight()
+ *
+ * This operation calculates the sum of the weight parameters for all
+ * vres in the system for a certain importance level at a specific
+ * resource_id.
+ *
+ * @return 0 if successful \n
+ *    FRSH_ERR_BAD_ARGUMENT : if the value of the vres argument is not in range or
+ *       total_weight is NULL \n
+ *    FRSH_ERR_NOT_SCHEDULED_CALLING_THREAD : if the calling thread is not
+ *       scheduled under FRSH \n
+ *    FRSH_ERR_INVALID_SCHEDULER_REPLY : the scheduler is wrong or not
+ *                    running \n
+ *    FRSH_ERR_NOT_CONTRACTED_VRES : if the vres has been cancelled or it
+ *       is not valid \n
+ **/
+int frsh_resource_get_total_weight 
+   (const frsh_resource_type_t resource_type,
+    const frsh_resource_id_t resource_id,
+    const int importance,
+    uint32_t *total_weight);
+
+
+/**
+ * frsh_vres_decrease_capacity()
+ *
+ * This operation is mainly intended for distributed systems but may
+ * also be useful for control application in uniprocessor systems.
+ *
+ * It allows the vres to ask for less budget and period that what he
+ * has actually received.  The request must be compatible with the
+ * rest of contract parameters.
+ *
+ **/
+int frsh_vres_decrease_capacity(frsh_vres_id_t vres,
+                           frsh_rel_time_t new_budget,
+                           frsh_rel_time_t new_period);
+
+
+/*@}*/
 
+FRSH_CPP_END_DECLS
 
 #endif // _FRSH_SPARE_CAPACITY_H_