src/surf/vm_workstation_hl13.cpp

   1 /*
   2  * vm_workstation.cpp
   3  *
   4  *  Created on: Nov 12, 2013
   5  *      Author: bedaride
   6  */
   7 #include "vm_workstation_hl13.hpp"
   8 #include "cpu_cas01.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_vm_workstation);
  11
  12 void surf_vm_workstation_model_init_current_default(void){
  13   if (surf_cpu_model_vm) {
  14     surf_vm_workstation_model = new WorkstationVMHL13Model();
  15     ModelPtr model = static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model);
  16
  17     xbt_dynar_push(model_list, &model);
  18     xbt_dynar_push(model_list_invoke, &model);
  19   }
  20 }
  21
  22 /*********
  23  * Model *
  24  *********/
  25
  26 WorkstationVMHL13Model::WorkstationVMHL13Model() : WorkstationVMModel() {
  27   p_cpuModel = surf_cpu_model_vm;
  28 }
  29
  30 xbt_dynar_t WorkstationVMHL13Model::getRoute(WorkstationPtr src, WorkstationPtr dst){
  31   return WorkstationCLM03Model::getRoute(src, dst);
  32 }
  33
  34 ActionPtr WorkstationVMHL13Model::communicate(WorkstationPtr src, WorkstationPtr dst, double size, double rate){
  35   return WorkstationCLM03Model::communicate(src, dst, size, rate);
  36 }
  37
  38 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
  39  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
  40
  41 void WorkstationVMHL13Model::createResource(const char *name, void *ind_phys_workstation)
  42 {
  43   WorkstationVMHL13LmmPtr ws = new WorkstationVMHL13Lmm(this, name, NULL, static_cast<surf_resource_t>(ind_phys_workstation));
  44
  45   xbt_lib_set(host_lib, name, SURF_WKS_LEVEL, static_cast<ResourcePtr>(ws));
  46
  47   /* TODO:
  48    * - check how network requests are scheduled between distinct processes competing for the same card.
  49    */
  50 }
  51
  52 static inline double get_solved_value(CpuActionLmmPtr cpu_action)
  53 {
  54   return cpu_action->getVariable()->value;
  55 }
  56
  57 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  58  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  59  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  60  * operating system. */
  61 // const double virt_overhead = 0.95;
  62 const double virt_overhead = 1;
  63
  64 double WorkstationVMHL13Model::shareResources(double now)
  65 {
  66   /* TODO: udpate action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  67
  68
  69   /* 0. Make sure that we already calculated the resource share at the physical
  70    * machine layer. */
  71   {
  72         ModelPtr ws_model = static_cast<ModelPtr>(surf_workstation_model);
  73         ModelPtr vm_ws_model = static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model);
  74     unsigned int index_of_pm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &ws_model);
  75     unsigned int index_of_vm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &vm_ws_model);
  76     xbt_assert((index_of_pm_ws_model < index_of_vm_ws_model), "Cannot assume surf_workstation_model comes before");
  77
  78     /* Another option is that we call sub_ws->share_resource() here. The
  79      * share_resource() function has no side-effect. We can call it here to
  80      * ensure that. */
  81   }
  82
  83
  84   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  85    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  86    *
  87    *
  88    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  89    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  90    * where
  91    *    the resource share of VM1: X1
  92    *    the resource share of VM2: X2
  93    *    the capacity of PM1: C
  94    *
  95    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  96    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  97    * where
  98    *    the resource share of P1: X1_1
  99    *    the resource share of P2: X1_2
 100    *    the capacity of VM1: X1
 101    *
 102    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
 103    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
 104    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
 105    *
 106    **/
 107
 108   /* iterate for all hosts including virtual machines */
 109   xbt_lib_cursor_t cursor;
 110   char *key;
 111   void **ind_host;
 112   xbt_lib_foreach(host_lib, cursor, key, ind_host) {
 113     WorkstationPtr ws = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 114                                    static_cast<ResourcePtr>(ind_host[SURF_WKS_LEVEL]));
 115     CpuLmmPtr cpu = dynamic_cast<CpuLmmPtr>(
 116                                static_cast<ResourcePtr>(ind_host[SURF_CPU_LEVEL]));
 117
 118     if (!ws)
 119       continue;
 120     /* skip if it is not a virtual machine */
 121     if (ws->getModel() != static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model))
 122       continue;
 123     xbt_assert(cpu, "cpu-less workstation");
 124
 125     /* It is a virtual machine, so we can cast it to workstation_VM2013_t */
 126     WorkstationVMPtr ws_vm = dynamic_cast<WorkstationVMPtr>(ws);
 127
 128     double solved_value = get_solved_value(reinterpret_cast<CpuActionLmmPtr>(ws_vm->p_action));
 129     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
 130         ws->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
 131
 132     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
 133     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
 134     xbt_assert(cpu->getModel() == static_cast<ModelPtr>(surf_cpu_model_vm));
 135     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
 136     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->constraint(), virt_overhead * solved_value);
 137   }
 138
 139
 140   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
 141   double ret = WorkstationCLM03Model::shareResources(now);
 142
 143
 144   /* FIXME: 3. do we have to re-initialize our cpu_action object? */
 145 #if 0
 146   /* iterate for all hosts including virtual machines */
 147   xbt_lib_foreach(host_lib, cursor, key, ind_host) {
 148     WorkstationCLM03Ptr ws_clm03 = ind_host[SURF_WKS_LEVEL];
 149
 150     /* skip if it is not a virtual machine */
 151     if (!ws_clm03)
 152       continue;
 153     if (ws_clm03->getModel() != surf_vm_workstation_model)
 154       continue;
 155
 156     /* It is a virtual machine, so we can cast it to workstation_VM2013_t */
 157     {
 158 #if 0
 159       WorkstationVM2013Ptr ws_vm2013 = (workstation_VM2013_t) ws_clm03;
 160       XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", ws_vm2013->cpu_action->cost,
 161           ws_vm2013->cpu_action->remains,
 162           ws_vm2013->cpu_action->start,
 163           ws_vm2013->cpu_action->finish
 164           );
 165 #endif
 166 #if 0
 167       void *ind_sub_host = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, ws_vm2013->sub_ws->generic_resource.getName);
 168       surf_cpu_model_pm->action_unref(ws_vm2013->cpu_action);
 169       /* FIXME: this means busy loop? */
 170       // ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, GUESTOS_NOISE);
 171       ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, 0);
 172 #endif
 173
 174     }
 175   }
 176 #endif
 177
 178
 179   return ret;
 180 }
 181
 182 /************
 183  * Resource *
 184  ************/
 185 WorkstationVMHL13Lmm::WorkstationVMHL13Lmm(WorkstationVMModelPtr model, const char* name, xbt_dict_t props,
 186                                                    surf_resource_t ind_phys_workstation)
 187  : Resource(model, name, props)
 188  , WorkstationVMLmm(NULL, NULL)
 189  , WorkstationCLM03Lmm(model, name, props, NULL, NULL, NULL)
 190 {
 191   WorkstationPtr sub_ws = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 192                                static_cast<ResourcePtr>(
 193                                  surf_workstation_resource_priv(ind_phys_workstation)));
 194
 195   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 196   p_storage = NULL;
 197
 198   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 199    * host_lib, this network resource object is refered from two different keys.
 200    * When deregistering the reference that points the network resource object
 201    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 202    * free callback for the network resource object. The network resource object
 203    * is still used by the physical machine. */
 204   p_netElm = static_cast<RoutingEdgePtr>(xbt_lib_get_or_null(host_lib, sub_ws->getName(), ROUTING_HOST_LEVEL));
 205   xbt_lib_set(host_lib, name, ROUTING_HOST_LEVEL, p_netElm);
 206
 207   p_subWs = sub_ws;
 208   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 209
 210   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 211   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 212   CpuCas01LmmPtr sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01LmmPtr>(
 213                    static_cast<ResourcePtr>(
 214                          surf_cpu_resource_priv(ind_phys_workstation)));
 215
 216   /* We can assume one core and cas01 cpu for the first step.
 217    * Do xbt_lib_set(host_lib, name, SURF_CPU_LEVEL, cpu) if you get the resource. */
 218
 219   p_cpu = static_cast<CpuCas01ModelPtr>(surf_cpu_model_vm)->createResource(name, // name
 220       sub_cpu->p_powerPeakList,        // host->power_peak,
 221       sub_cpu->m_pstate,
 222       1,                          // host->power_scale,
 223       NULL,                       // host->power_trace,
 224       1,                          // host->core_amount,
 225       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 226       NULL,                       // host->state_trace,
 227       NULL);                       // host->properties,
 228
 229   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 230   /* FIXME: TODO: we have to peridocally input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 231   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_phys_workstation, GUESTOS_NOISE);
 232   p_action = dynamic_cast<CpuActionLmmPtr>(sub_cpu->execute(0));
 233
 234   /* The SURF_WKS_LEVEL at host_lib saves workstation_CLM03 objects. Please
 235    * note workstation_VM2013 objects, inheriting the workstation_CLM03
 236    * structure, are also saved there.
 237    *
 238    * If you want to get a workstation_VM2013 object from host_lib, see
 239    * ws->generic_resouce.model->type first. If it is
 240    * SURF_MODEL_TYPE_VM_WORKSTATION, you can cast ws to vm_ws. */
 241   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 242 }
 243
 244 /*
 245  * A physical host does not disapper in the current SimGrid code, but a VM may
 246  * disapper during a simulation.
 247  */
 248 WorkstationVMHL13Lmm::~WorkstationVMHL13Lmm()
 249 {
 250   /* ind_phys_workstation equals to smx_host_t */
 251   surf_resource_t ind_vm_workstation = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, getName());
 252
 253   /* Before clearing the entries in host_lib, we have to pick up resources. */
 254   CpuCas01LmmPtr cpu = dynamic_cast<CpuCas01LmmPtr>(
 255                     static_cast<ResourcePtr>(
 256                       surf_cpu_resource_priv(ind_vm_workstation)));
 257
 258   /* We deregister objects from host_lib, without invoking the freeing callback
 259    * of each level.
 260    *
 261    * Do not call xbt_lib_remove() here. It deletes all levels of the key,
 262    * including MSG_HOST_LEVEL and others. We should unregister only what we know.
 263    */
 264   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), SURF_CPU_LEVEL, 0);
 265   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), ROUTING_HOST_LEVEL, 0);
 266   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), SURF_WKS_LEVEL, 0);
 267
 268   /* TODO: comment out when VM stroage is implemented. */
 269   // xbt_lib_unset(host_lib, name, SURF_STORAGE_LEVEL, 0);
 270
 271
 272   /* Free the cpu_action of the VM. */
 273   int ret = p_action->unref();
 274   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 275
 276   /* Free the cpu resource of the VM. If using power_trace, we will have to */
 277   delete cpu;
 278
 279   /* Free the network resource of the VM. */
 280         // Nothing has to be done, because net_elmts is just a pointer on the physical one
 281
 282   /* Free the storage resource of the VM. */
 283   // Not relevant yet
 284
 285         /* Free the workstation resource of the VM. */
 286 }
 287
 288 e_surf_resource_state_t WorkstationVMHL13Lmm::getState()
 289 {
 290   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 291 }
 292
 293 void WorkstationVMHL13Lmm::setState(e_surf_resource_state_t state)
 294 {
 295   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 296 }
 297
 298 void WorkstationVMHL13Lmm::suspend()
 299 {
 300   p_action->suspend();
 301   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 302 }
 303
 304 void WorkstationVMHL13Lmm::resume()
 305 {
 306   p_action->resume();
 307   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 308 }
 309
 310 void WorkstationVMHL13Lmm::save()
 311 {
 312   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 313
 314   /* FIXME: do something here */
 315   p_action->suspend();
 316   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 317 }
 318
 319 void WorkstationVMHL13Lmm::restore()
 320 {
 321   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 322
 323   /* FIXME: do something here */
 324   p_action->resume();
 325   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Update the physical host of the given VM
 330  */
 331 void WorkstationVMHL13Lmm::migrate(surf_resource_t ind_dst_pm)
 332 {
 333    /* ind_phys_workstation equals to smx_host_t */
 334    WorkstationPtr ws_dst = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 335                                           static_cast<ResourcePtr>(
 336                                            surf_workstation_resource_priv(ind_dst_pm)));
 337    const char *vm_name = getName();
 338    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 339    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 340
 341    xbt_assert(ws_dst);
 342
 343    /* do something */
 344
 345    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 346    RoutingEdgePtr old_net_elm = p_netElm;
 347    RoutingEdgePtr new_net_elm = static_cast<RoutingEdgePtr>(xbt_lib_get_or_null(host_lib, pm_name_dst, ROUTING_HOST_LEVEL));
 348    xbt_assert(new_net_elm);
 349
 350    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 351    xbt_lib_unset(host_lib, vm_name, ROUTING_HOST_LEVEL, 0);
 352
 353    /* Then, resister the new one. */
 354    p_netElm = new_net_elm;
 355    xbt_lib_set(host_lib, vm_name, ROUTING_HOST_LEVEL, p_netElm);
 356
 357    p_subWs = ws_dst;
 358
 359    /* Update vcpu's action for the new pm */
 360    {
 361 #if 0
 362      XBT_INFO("cpu_action->remains %g", p_action->remains);
 363      XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", p_action->cost,
 364          p_action->remains,
 365          p_action->start,
 366          p_action->finish
 367          );
 368      XBT_INFO("cpu_action state %d", surf_action_get_state(p_action));
 369 #endif
 370
 371      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 372      CpuActionLmmPtr new_cpu_action = dynamic_cast<CpuActionLmmPtr>(
 373                                             dynamic_cast<CpuCas01LmmPtr>(
 374                                         static_cast<ResourcePtr>(
 375                                         surf_cpu_resource_priv(ind_dst_pm)))->execute(0));
 376
 377      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 378      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 379        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 380      if (p_action->getRemains() > 0)
 381        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemains());
 382
 383      int ret = p_action->unref();
 384      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 385
 386      p_action = new_cpu_action;
 387    }
 388
 389    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 390    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 391 }
 392
 393 void WorkstationVMHL13Lmm::setBound(double bound){
 394  p_action->setBound(bound);
 395 }
 396
 397 void WorkstationVMHL13Lmm::setAffinity(CpuLmmPtr cpu, unsigned long mask){
 398  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 399 }
 400
 401 /*
 402  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returing the
 403  * dict_elm of the host.
 404  **/
 405 surf_resource_t WorkstationVMHL13Lmm::getPm()
 406 {
 407   return xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, p_subWs->getName());
 408 }
 409
 410 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 411 ActionPtr WorkstationVMHL13Lmm::execute(double size)
 412 {
 413   double old_cost = p_action->getCost();
 414   double new_cost = old_cost + size;
 415
 416   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 417       getName(), p_subWs->getName(),
 418       old_cost, new_cost);
 419
 420   p_action->setCost(new_cost);
 421
 422   return WorkstationCLM03Lmm::execute(size);
 423 }
 424
 425 /**********
 426  * Action *
 427  **********/
 428
 429 //FIME:: handle action cancel
 430