src/surf/vm_hl13.cpp

   1 /* Copyright (c) 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 <algorithm>
   8
   9 #include <simgrid/host.h>
  10
  11 #include "cpu_cas01.hpp"
  12 #include "vm_hl13.hpp"
  13
  14 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_vm);
  15
  16 void surf_vm_model_init_HL13(void){
  17   if (surf_cpu_model_vm) {
  18     surf_vm_model = new simgrid::surf::VMHL13Model();
  19     simgrid::surf::Model *model = surf_vm_model;
  20     xbt_dynar_push(all_existing_models, &model);
  21   }
  22 }
  23
  24 namespace simgrid {
  25 namespace surf {
  26
  27 /*********
  28  * Model *
  29  *********/
  30
  31 VMHL13Model::VMHL13Model() : VMModel() {}
  32
  33 void VMHL13Model::updateActionsState(double /*now*/, double /*delta*/) {}
  34
  35 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
  36  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
  37
  38 VirtualMachine *VMHL13Model::createVM(const char *name, sg_host_t host_PM)
  39 {
  40   VirtualMachine* vm = new VMHL13(this, name, NULL, host_PM);
  41   surf_callback_emit(VMCreatedCallbacks, vm);
  42   return vm;
  43 }
  44
  45 static inline double get_solved_value(CpuAction *cpu_action)
  46 {
  47   return cpu_action->getVariable()->value;
  48 }
  49
  50 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  51  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  52  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  53  * operating system. */
  54 // const double virt_overhead = 0.95;
  55 const double virt_overhead = 1;
  56
  57 double VMHL13Model::shareResources(double now)
  58 {
  59   /* TODO: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  60
  61   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  62    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  63    *
  64    *
  65    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  66    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  67    * where
  68    *    the resource share of VM1: X1
  69    *    the resource share of VM2: X2
  70    *    the capacity of PM1: C
  71    *
  72    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  73    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  74    * where
  75    *    the resource share of P1: X1_1
  76    *    the resource share of P2: X1_2
  77    *    the capacity of VM1: X1
  78    *
  79    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  80    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  81    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  82    *
  83    **/
  84
  85   /* iterate for all virtual machines */
  86   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
  87          VMModel::ws_vms.begin();
  88        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
  89
  90     VirtualMachine *ws_vm = &*iter;
  91     Cpu *cpu = ws_vm->p_cpu;
  92     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  93
  94     double solved_value = get_solved_value(ws_vm->p_action);
  95     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
  96         ws_vm->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
  97
  98     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  99     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
 100     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
 101     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
 102     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
 103   }
 104
 105
 106   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
 107   adjustWeightOfDummyCpuActions();
 108
 109   double min_by_cpu = surf_cpu_model_vm->shareResources(now);
 110   double min_by_net = surf_network_model->shareResourcesIsIdempotent() ? surf_network_model->shareResources(now) : -1;
 111   // Fixme: take storage into account once it's implemented
 112   double min_by_sto = -1;
 113
 114   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
 115       this, typeid(surf_cpu_model_pm ).name(), min_by_cpu,
 116                 typeid(surf_network_model).name(), min_by_net,
 117             typeid(surf_storage_model).name(), min_by_sto);
 118
 119   double ret = std::max(std::max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
 120   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
 121         ret = min_by_cpu;
 122   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
 123         ret = min_by_net;
 124   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
 125         ret = min_by_sto;
 126
 127   return ret;
 128 }
 129
 130 Action *VMHL13Model::executeParallelTask(int host_nb,
 131                                          sg_host_t *host_list,
 132                                                                                  double *flops_amount,
 133                                                                                  double *bytes_amount,
 134                                                                                  double rate){
 135 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
 136   if ((host_nb == 1)
 137       && (cost_or_zero(bytes_amount, 0) == 0.0))
 138     return surf_host_execute(host_list[0], flops_amount[0]);
 139   else if ((host_nb == 1)
 140            && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0))
 141     return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[0],bytes_amount[0], rate);
 142   else if ((host_nb == 2)
 143              && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0)
 144              && (cost_or_zero(flops_amount, 1) == 0.0)) {
 145     int i,nb = 0;
 146     double value = 0.0;
 147
 148     for (i = 0; i < host_nb * host_nb; i++) {
 149       if (cost_or_zero(bytes_amount, i) > 0.0) {
 150         nb++;
 151         value = cost_or_zero(bytes_amount, i);
 152       }
 153     }
 154     if (nb == 1)
 155       return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[1], value, rate);
 156   }
 157 #undef cost_or_zero
 158
 159   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks for more than 2 hosts. */
 160   return NULL;
 161 }
 162
 163 /************
 164  * Resource *
 165  ************/
 166
 167 VMHL13::VMHL13(VMModel *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 168                                                    sg_host_t host_PM)
 169  : VirtualMachine(model, name, props, NULL, NULL)
 170 {
 171   Host *sub_ws = surf_host_resource_priv(host_PM);
 172
 173   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 174   p_storage = NULL;
 175
 176   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 177    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 178    * When deregistering the reference that points the network resource object
 179    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 180    * free callback for the network resource object. The network resource object
 181    * is still used by the physical machine. */
 182   p_netElm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(host_PM));
 183   sg_host_t host = sg_host_by_name_or_create(name);
 184   sg_host_edge_set(host, p_netElm);
 185
 186   p_subWs = sub_ws;
 187   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 188
 189   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 190   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 191   CpuCas01 *sub_cpu = static_cast<CpuCas01*>(sg_host_surfcpu(host_PM));
 192
 193   p_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(name, // name
 194       sub_cpu->getSpeedPeakList(),        // host->power_peak,
 195       sub_cpu->getPState(),
 196       1,                          // host->power_scale,
 197       NULL,                       // host->power_trace,
 198       1,                          // host->core_amount,
 199       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 200       NULL,                       // host->state_trace,
 201       NULL);                       // host->properties,
 202   p_cpu->plug(host);
 203
 204   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 205   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 206   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(host_PM, GUESTOS_NOISE);
 207   p_action = sub_cpu->execute(0);
 208
 209   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 210 }
 211
 212 /*
 213  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may
 214  * disappear during a simulation.
 215  */
 216 VMHL13::~VMHL13()
 217 {
 218   /* Free the cpu_action of the VM. */
 219   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 220   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 221 }
 222
 223 void VMHL13::updateState(tmgr_trace_event_t /*event_type*/, double /*value*/, double /*date*/) {
 224   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 225 }
 226
 227 bool VMHL13::isUsed() {
 228   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 229   return -1;
 230 }
 231
 232 e_surf_resource_state_t VMHL13::getState()
 233 {
 234   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 235 }
 236
 237 void VMHL13::setState(e_surf_resource_state_t state)
 238 {
 239   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 240 }
 241
 242 void VMHL13::suspend()
 243 {
 244   p_action->suspend();
 245   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 246 }
 247
 248 void VMHL13::resume()
 249 {
 250   p_action->resume();
 251   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 252 }
 253
 254 void VMHL13::save()
 255 {
 256   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 257
 258   /* FIXME: do something here */
 259   p_action->suspend();
 260   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 261 }
 262
 263 void VMHL13::restore()
 264 {
 265   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 266
 267   /* FIXME: do something here */
 268   p_action->resume();
 269   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Update the physical host of the given VM
 274  */
 275 void VMHL13::migrate(sg_host_t ind_dst_pm)
 276 {
 277    /* ind_dst_pm equals to smx_host_t */
 278    Host *ws_dst = static_cast<Host*>(surf_host_resource_priv(ind_dst_pm));
 279    const char *vm_name = getName();
 280    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 281    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 282
 283    xbt_assert(ws_dst);
 284
 285    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 286    RoutingEdge *old_net_elm = p_netElm;
 287    RoutingEdge *new_net_elm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_host_by_name(pm_name_dst)));
 288    xbt_assert(new_net_elm);
 289
 290    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 291    sg_host_edge_destroy(sg_host_by_name(vm_name), 0);
 292
 293    /* Then, resister the new one. */
 294    p_netElm = new_net_elm;
 295    sg_host_edge_set(sg_host_by_name(vm_name), p_netElm);
 296
 297    p_subWs = ws_dst;
 298
 299    /* Update vcpu's action for the new pm */
 300    {
 301      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 302      CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(
 303                                             static_cast<Cpu*>(sg_host_surfcpu(ind_dst_pm))->execute(0));
 304
 305      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 306      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 307        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 308      if (p_action->getRemainsNoUpdate() > 0)
 309        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemainsNoUpdate());
 310
 311      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 312      double old_bound = p_action->getBound();
 313      if (old_bound != 0) {
 314        XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 315        new_cpu_action->setBound(old_bound);
 316      }
 317
 318      XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 319      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 320
 321      p_action = new_cpu_action;
 322    }
 323
 324    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 325    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 326    delete old_net_elm;
 327 }
 328
 329 void VMHL13::setBound(double bound){
 330  p_action->setBound(bound);
 331 }
 332
 333 void VMHL13::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask){
 334  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 335 }
 336
 337 /*
 338  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returning the
 339  * dict_elm of the host.
 340  **/
 341 sg_host_t VMHL13::getPm()
 342 {
 343   // TODO, store pointer to the PM?
 344   return simgrid::Host::by_name_or_null(p_subWs->getName());
 345 }
 346
 347 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 348 Action *VMHL13::execute(double size)
 349 {
 350   double old_cost = p_action->getCost();
 351   double new_cost = old_cost + size;
 352
 353   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 354       getName(), p_subWs->getName(),
 355       old_cost, new_cost);
 356
 357   p_action->setCost(new_cost);
 358
 359   return p_cpu->execute(size);
 360 }
 361
 362 Action *VMHL13::sleep(double duration) {
 363   return p_cpu->sleep(duration);
 364 }
 365
 366 }
 367 }