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