src/plugins/vm/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/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
   8 #include "simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp"
   9
  10 #include <xbt/signal.hpp>
  11
  12 #include "src/surf/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 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat degraded due to virtualization overhead.
  44  * The total CPU share these processes get is smaller than that of the VM process gets on a host operating system. */
  45 // const double virt_overhead = 0.95;
  46 const double virt_overhead = 1;
  47
  48 double VMModel::nextOccuringEvent(double now)
  49 {
  50   /* TODO: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  51
  52   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  53    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  54    *
  55    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  56    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  57    * where
  58    *    the resource share of VM1: X1
  59    *    the resource share of VM2: X2
  60    *    the capacity of PM1: C
  61    *
  62    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  63    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  64    * where
  65    *    the resource share of P1: X1_1
  66    *    the resource share of P2: X1_2
  67    *    the capacity of VM1: X1
  68    *
  69    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  70    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  71    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  72    **/
  73
  74   /* iterate for all virtual machines */
  75   for (VirtualMachineImpl* ws_vm : VirtualMachineImpl::allVms_) {
  76     Cpu* cpu = ws_vm->piface_->pimpl_cpu;
  77     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  78
  79     double solved_value = ws_vm->action_->getVariable()->value;
  80     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value, ws_vm->piface_->name().c_str(),
  81               ws_vm->getPm()->name().c_str());
  82
  83     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  84     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
  85     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
  86     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
  87     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
  88   }
  89
  90   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
  91   adjustWeightOfDummyCpuActions();
  92
  93   /* 3. Ready. Get the next occuring event */
  94   return surf_cpu_model_vm->nextOccuringEvent(now);
  95 }
  96
  97 /************
  98  * Resource *
  99  ************/
 100
 101 VirtualMachineImpl::VirtualMachineImpl(simgrid::s4u::Host* piface, simgrid::s4u::Host* host_PM)
 102     : HostImpl(piface, nullptr /*storage*/), hostPM_(host_PM)
 103 {
 104   /* Register this VM to the list of all VMs */
 105   allVms_.push_back(this);
 106
 107   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 108    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 109    * When deregistering the reference that points the network resource object
 110    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 111    * free callback for the network resource object. The network resource object
 112    * is still used by the physical machine. */
 113   piface_->pimpl_netcard = host_PM->pimpl_netcard;
 114
 115   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 116   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 117   CpuCas01* sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01*>(host_PM->pimpl_cpu);
 118
 119   piface_->pimpl_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(piface_, sub_cpu->getSpeedPeakList(), 1 /*cores*/);
 120   if (sub_cpu->getPState() != 0)
 121     piface_->pimpl_cpu->setPState(sub_cpu->getPState());
 122
 123   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 124   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 125   action_ = sub_cpu->execution_start(0);
 126
 127   /* Initialize the VM parameters */
 128   params_.ramsize = 0;
 129
 130   XBT_VERB("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", piface->name().c_str(), hostPM_->name().c_str(),
 131            xbt_dynar_length(storage_));
 132 }
 133
 134 extern "C" int
 135     xbt_log_no_loc; /* ugly pimpl to ensure that the debug info in the known issue below don't break the test */
 136 /** @brief A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation */
 137 VirtualMachineImpl::~VirtualMachineImpl()
 138 {
 139   onVmDestruction(this);
 140   allVms_.erase(find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this));
 141
 142   /* dirty page tracking */
 143   unsigned int size          = xbt_dict_size(dp_objs);
 144   static bool already_warned = false;
 145   if (size > 0 && !already_warned) {
 146     xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
 147     xbt_dict_cursor_first(dp_objs, &cursor);
 148     XBT_WARN("Dirty page tracking: %u pending task(s) on a destroyed VM (first one is %s).\n"
 149              "If you don't understand why your task was not properly removed, please report that bug.\n"
 150              "This is a known bug if you turned the host off during the VM execution.\n"
 151              "Please remind us of that problem at some point: our code base is not ready to fix this harmless issue in "
 152              "2016, sorry.",
 153              size, (xbt_log_no_loc ? "(name hidden)" : xbt_dict_cursor_get_key(cursor)));
 154     xbt_dict_cursor_free(&cursor);
 155     already_warned = true;
 156   }
 157   xbt_dict_free(&dp_objs);
 158
 159   /* Free the cpu_action of the VM. */
 160   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 161   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 162
 163   delete piface_->pimpl_cpu;
 164 }
 165
 166 e_surf_vm_state_t VirtualMachineImpl::getState()
 167 {
 168   return vmState_;
 169 }
 170
 171 void VirtualMachineImpl::setState(e_surf_vm_state_t state)
 172 {
 173   vmState_ = state;
 174 }
 175 void VirtualMachineImpl::suspend()
 176 {
 177   action_->suspend();
 178   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 179 }
 180
 181 void VirtualMachineImpl::resume()
 182 {
 183   action_->resume();
 184   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 185 }
 186
 187 void VirtualMachineImpl::save()
 188 {
 189   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 190   action_->suspend();
 191   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 192 }
 193
 194 void VirtualMachineImpl::restore()
 195 {
 196   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 197   action_->resume();
 198   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 199 }
 200
 201 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 202 s4u::Host* VirtualMachineImpl::getPm()
 203 {
 204   return hostPM_;
 205 }
 206
 207 /* Update the physical host of the given VM */
 208 void VirtualMachineImpl::migrate(s4u::Host* host_dest)
 209 {
 210   const char* vm_name     = piface_->name().c_str();
 211   const char* pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
 212   const char* pm_name_dst = host_dest->name().c_str();
 213
 214   /* update net_elm with that of the destination physical host */
 215   piface_->pimpl_netcard = host_dest->pimpl_netcard;
 216
 217   hostPM_ = host_dest;
 218
 219   /* Update vcpu's action for the new pm */
 220   /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 221   CpuAction* new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
 222
 223   Action::State state = action_->getState();
 224   if (state != Action::State::done)
 225     XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
 226   if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
 227     XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
 228
 229   /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 230   double old_bound = action_->getBound();
 231   if (old_bound != 0) {
 232     XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 233     new_cpu_action->setBound(old_bound);
 234   }
 235
 236   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 237   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 238
 239   action_ = new_cpu_action;
 240
 241   XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 242 }
 243
 244 sg_size_t VirtualMachineImpl::getRamsize()
 245 {
 246   return params_.ramsize;
 247 }
 248
 249 void VirtualMachineImpl::setBound(double bound)
 250 {
 251   action_->setBound(bound);
 252 }
 253
 254 void VirtualMachineImpl::getParams(vm_params_t params)
 255 {
 256   *params = params_;
 257 }
 258
 259 void VirtualMachineImpl::setParams(vm_params_t params)
 260 {
 261   /* may check something here. */
 262   params_ = *params;
 263 }
 264 }
 265 }