src/surf/VirtualMachineImpl.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 "src/surf/VirtualMachineImpl.hpp"
   8 #include "simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp"
   9
  10 #include <xbt/signal.hpp>
  11
  12 #include "cpu_cas01.hpp"
  13
  14 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_vm, surf, "Logging specific to the SURF VM module");
  15
  16 simgrid::surf::VMModel* surf_vm_model = nullptr;
  17
  18 void surf_vm_model_init_HL13()
  19 {
  20   if (surf_cpu_model_vm) {
  21     surf_vm_model = new simgrid::surf::VMModel();
  22     all_existing_models->push_back(surf_vm_model);
  23   }
  24 }
  25
  26 namespace simgrid {
  27 namespace surf {
  28
  29 /*************
  30  * Callbacks *
  31  *************/
  32
  33 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmCreation;
  34 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmDestruction;
  35 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmStateChange;
  36
  37 /*********
  38  * Model *
  39  *********/
  40
  41 std::deque<VirtualMachineImpl*> VirtualMachineImpl::allVms_;
  42
  43 s4u::Host* VMModel::createVM(const char* name, sg_host_t host_PM)
  44 {
  45   return new s4u::VirtualMachine(name, host_PM);
  46 }
  47
  48 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat degraded due to virtualization overhead.
  49  * The total CPU share these processes get is smaller than that of the VM process gets on a host operating system. */
  50 // const double virt_overhead = 0.95;
  51 const double virt_overhead = 1;
  52
  53 double VMModel::nextOccuringEvent(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    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  61    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  62    * where
  63    *    the resource share of VM1: X1
  64    *    the resource share of VM2: X2
  65    *    the capacity of PM1: C
  66    *
  67    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  68    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  69    * where
  70    *    the resource share of P1: X1_1
  71    *    the resource share of P2: X1_2
  72    *    the capacity of VM1: X1
  73    *
  74    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  75    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  76    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  77    **/
  78
  79   /* iterate for all virtual machines */
  80   for (VirtualMachineImpl* ws_vm : VirtualMachineImpl::allVms_) {
  81     Cpu* cpu = ws_vm->piface_->pimpl_cpu;
  82     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  83
  84     double solved_value = ws_vm->action_->getVariable()->value;
  85     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value, ws_vm->piface_->name().c_str(),
  86               ws_vm->getPm()->name().c_str());
  87
  88     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  89     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
  90     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
  91     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
  92     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
  93   }
  94
  95   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
  96   adjustWeightOfDummyCpuActions();
  97
  98   /* 3. Ready. Get the next occuring event */
  99   return surf_cpu_model_vm->nextOccuringEvent(now);
 100 }
 101
 102 /************
 103  * Resource *
 104  ************/
 105
 106 VirtualMachineImpl::VirtualMachineImpl(simgrid::s4u::Host* piface, simgrid::s4u::Host* host_PM)
 107     : HostImpl(piface, nullptr /*storage*/), hostPM_(host_PM)
 108 {
 109   /* Register this VM to the list of all VMs */
 110   allVms_.push_back(this);
 111
 112   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 113    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 114    * When deregistering the reference that points the network resource object
 115    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 116    * free callback for the network resource object. The network resource object
 117    * is still used by the physical machine. */
 118   piface_->pimpl_netcard = host_PM->pimpl_netcard;
 119
 120   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 121   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 122   CpuCas01* sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01*>(host_PM->pimpl_cpu);
 123
 124   piface_->pimpl_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(piface_, sub_cpu->getSpeedPeakList(), 1 /*cores*/);
 125   if (sub_cpu->getPState() != 0)
 126     piface_->pimpl_cpu->setPState(sub_cpu->getPState());
 127
 128   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 129   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 130   action_ = sub_cpu->execution_start(0);
 131
 132   XBT_VERB("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", piface->name().c_str(), hostPM_->name().c_str(),
 133            xbt_dynar_length(storage_));
 134 }
 135
 136 /*
 137  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation.
 138  */
 139 VirtualMachineImpl::~VirtualMachineImpl()
 140 {
 141   onVmDestruction(this);
 142   allVms_.erase(find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this));
 143
 144   /* Free the cpu_action of the VM. */
 145   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 146   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 147 }
 148
 149 e_surf_vm_state_t VirtualMachineImpl::getState()
 150 {
 151   return vmState_;
 152 }
 153
 154 void VirtualMachineImpl::setState(e_surf_vm_state_t state)
 155 {
 156   vmState_ = state;
 157 }
 158 void VirtualMachineImpl::suspend()
 159 {
 160   action_->suspend();
 161   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 162 }
 163
 164 void VirtualMachineImpl::resume()
 165 {
 166   action_->resume();
 167   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 168 }
 169
 170 void VirtualMachineImpl::save()
 171 {
 172   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 173   action_->suspend();
 174   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 175 }
 176
 177 void VirtualMachineImpl::restore()
 178 {
 179   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 180   action_->resume();
 181   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 182 }
 183
 184 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 185 sg_host_t VirtualMachineImpl::getPm()
 186 {
 187   return hostPM_;
 188 }
 189
 190 /* Update the physical host of the given VM */
 191 void VirtualMachineImpl::migrate(sg_host_t host_dest)
 192 {
 193   const char* vm_name     = piface_->name().c_str();
 194   const char* pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
 195   const char* pm_name_dst = host_dest->name().c_str();
 196
 197   /* update net_elm with that of the destination physical host */
 198   piface_->pimpl_netcard = host_dest->pimpl_netcard;
 199
 200   hostPM_ = host_dest;
 201
 202   /* Update vcpu's action for the new pm */
 203   /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 204   CpuAction* new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
 205
 206   Action::State state = action_->getState();
 207   if (state != Action::State::done)
 208     XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
 209   if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
 210     XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
 211
 212   /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 213   double old_bound = action_->getBound();
 214   if (old_bound != 0) {
 215     XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 216     new_cpu_action->setBound(old_bound);
 217   }
 218
 219   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 220   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 221
 222   action_ = new_cpu_action;
 223
 224   XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 225 }
 226
 227 void VirtualMachineImpl::setBound(double bound)
 228 {
 229   action_->setBound(bound);
 230 }
 231 }
 232 }