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