src/surf/vm_hl13.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2014. 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 "cpu_cas01.hpp"
   8 #include "vm_hl13.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_vm);
  11
  12 void surf_vm_model_init_HL13(void){
  13   if (surf_cpu_model_vm) {
  14     surf_vm_model = new VMHL13Model();
  15     Model *model = surf_vm_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 VMHL13Model::VMHL13Model() : VMModel() {}
  27
  28 void VMHL13Model::updateActionsState(double /*now*/, double /*delta*/) {}
  29
  30 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
  31  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
  32
  33 VM *VMHL13Model::createVM(const char *name, surf_resource_t host_PM)
  34 {
  35   VMHL13 *ws = new VMHL13(this, name, NULL, host_PM);
  36
  37   xbt_lib_set(host_lib, name, SURF_HOST_LEVEL, ws);
  38
  39   /* TODO:
  40    * - check how network requests are scheduled between distinct processes competing for the same card.
  41    */
  42   return ws;
  43 }
  44
  45 static inline double get_solved_value(CpuAction *cpu_action)
  46 {
  47   return cpu_action->getVariable()->value;
  48 }
  49
  50 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  51  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  52  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  53  * operating system. */
  54 // const double virt_overhead = 0.95;
  55 const double virt_overhead = 1;
  56
  57 double VMHL13Model::shareResources(double now)
  58 {
  59   /* TODO: udpate action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  60
  61
  62   /* 0. Make sure that we already calculated the resource share at the physical
  63    * machine layer. */
  64   {
  65     _XBT_GNUC_UNUSED Model *ws_model = surf_host_model;
  66     _XBT_GNUC_UNUSED Model *vm_ws_model = surf_vm_model;
  67     _XBT_GNUC_UNUSED unsigned int index_of_pm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &ws_model);
  68     _XBT_GNUC_UNUSED unsigned int index_of_vm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &vm_ws_model);
  69     xbt_assert((index_of_pm_ws_model < index_of_vm_ws_model), "Cannot assume surf_host_model comes before");
  70
  71     /* Another option is that we call sub_ws->share_resource() here. The
  72      * share_resource() function has no side-effect. We can call it here to
  73      * ensure that. */
  74   }
  75
  76
  77   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  78    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  79    *
  80    *
  81    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  82    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  83    * where
  84    *    the resource share of VM1: X1
  85    *    the resource share of VM2: X2
  86    *    the capacity of PM1: C
  87    *
  88    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  89    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  90    * where
  91    *    the resource share of P1: X1_1
  92    *    the resource share of P2: X1_2
  93    *    the capacity of VM1: X1
  94    *
  95    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  96    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  97    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  98    *
  99    **/
 100
 101   /* iterate for all virtual machines */
 102   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
 103          VMModel::ws_vms.begin();
 104        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
 105
 106     VM *ws_vm = &*iter;
 107     Cpu *cpu = ws_vm->p_cpu;
 108     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
 109
 110     double solved_value = get_solved_value(ws_vm->p_action);
 111     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
 112         ws_vm->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
 113
 114     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
 115     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
 116     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
 117     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
 118     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
 119   }
 120
 121
 122   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
 123   adjustWeightOfDummyCpuActions();
 124
 125   double min_by_cpu = surf_cpu_model_vm->shareResources(now);
 126   double min_by_net = surf_network_model->shareResourcesIsIdempotent() ? surf_network_model->shareResources(now) : -1;
 127   // Fixme: take storage into account once it's implemented
 128   double min_by_sto = -1;
 129
 130   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
 131       this, typeid(surf_cpu_model_pm ).name(), min_by_cpu,
 132                 typeid(surf_network_model).name(), min_by_net,
 133             typeid(surf_storage_model).name(), min_by_sto);
 134
 135   double ret = max(max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
 136   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
 137         ret = min_by_cpu;
 138   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
 139         ret = min_by_net;
 140   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
 141         ret = min_by_sto;
 142
 143   /* FIXME: 3. do we have to re-initialize our cpu_action object? */
 144 #if 0
 145   /* iterate for all virtual machines */
 146   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
 147          VMModel::ws_vms.begin();
 148        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
 149
 150     {
 151 #if 0
 152       VM2013 *ws_vm2013 = static_cast<VM2013Ptr>(&*iter);
 153       XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", ws_vm2013->cpu_action->cost,
 154           ws_vm2013->cpu_action->remains,
 155           ws_vm2013->cpu_action->start,
 156           ws_vm2013->cpu_action->finish
 157           );
 158 #endif
 159 #if 0
 160       void *ind_sub_host = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, ws_vm2013->sub_ws->generic_resource.getName);
 161       surf_cpu_model_pm->action_unref(ws_vm2013->cpu_action);
 162       /* FIXME: this means busy loop? */
 163       // ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, GUESTOS_NOISE);
 164       ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, 0);
 165 #endif
 166
 167     }
 168   }
 169 #endif
 170
 171
 172   return ret;
 173 }
 174
 175 Action *VMHL13Model::executeParallelTask(int host_nb,
 176                                          sg_host_t *host_list,
 177                                                                                  double *flops_amount,
 178                                                                                  double *bytes_amount,
 179                                                                                  double rate){
 180 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
 181   if ((host_nb == 1)
 182       && (cost_or_zero(bytes_amount, 0) == 0.0))
 183     return surf_host_execute(host_list[0], flops_amount[0]);
 184   else if ((host_nb == 1)
 185            && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0))
 186     return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[0],bytes_amount[0], rate);
 187   else if ((host_nb == 2)
 188              && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0)
 189              && (cost_or_zero(flops_amount, 1) == 0.0)) {
 190     int i,nb = 0;
 191     double value = 0.0;
 192
 193     for (i = 0; i < host_nb * host_nb; i++) {
 194       if (cost_or_zero(bytes_amount, i) > 0.0) {
 195         nb++;
 196         value = cost_or_zero(bytes_amount, i);
 197       }
 198     }
 199     if (nb == 1)
 200       return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[1], value, rate);
 201   }
 202 #undef cost_or_zero
 203
 204   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks for more than 2 hosts. */
 205   return NULL;
 206 }
 207
 208 /************
 209  * Resource *
 210  ************/
 211
 212 VMHL13::VMHL13(VMModel *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 213                                                    surf_resource_t host_PM)
 214  : VM(model, name, props, NULL, NULL)
 215 {
 216   Host *sub_ws = static_cast<Host*>(surf_host_resource_priv(host_PM));
 217
 218   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 219   p_storage = NULL;
 220
 221   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 222    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 223    * When deregistering the reference that points the network resource object
 224    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 225    * free callback for the network resource object. The network resource object
 226    * is still used by the physical machine. */
 227   sg_host_t sg_sub_ws = sg_host_by_name_or_create(sub_ws->getName());
 228   p_netElm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_sub_ws));
 229   sg_host_edge_set(sg_host_by_name_or_create(name), p_netElm);
 230
 231   p_subWs = sub_ws;
 232   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 233
 234   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 235   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 236   CpuCas01 *sub_cpu = static_cast<CpuCas01*>(sg_host_surfcpu(host_PM));
 237
 238   p_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(name, // name
 239       sub_cpu->getPowerPeakList(),        // host->power_peak,
 240       sub_cpu->getPState(),
 241       1,                          // host->power_scale,
 242       NULL,                       // host->power_trace,
 243       1,                          // host->core_amount,
 244       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 245       NULL,                       // host->state_trace,
 246       NULL);                       // host->properties,
 247
 248   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 249   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 250   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(host_PM, GUESTOS_NOISE);
 251   p_action = sub_cpu->execute(0);
 252
 253   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 254 }
 255
 256 /*
 257  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may
 258  * disappear during a simulation.
 259  */
 260 VMHL13::~VMHL13()
 261 {
 262   /* Free the cpu_action of the VM. */
 263   _XBT_GNUC_UNUSED int ret = p_action->unref();
 264   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 265 }
 266
 267 void VMHL13::updateState(tmgr_trace_event_t /*event_type*/, double /*value*/, double /*date*/) {
 268   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 269 }
 270
 271 bool VMHL13::isUsed() {
 272   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 273   return -1;
 274 }
 275
 276 e_surf_resource_state_t VMHL13::getState()
 277 {
 278   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 279 }
 280
 281 void VMHL13::setState(e_surf_resource_state_t state)
 282 {
 283   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 284 }
 285
 286 void VMHL13::suspend()
 287 {
 288   p_action->suspend();
 289   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 290 }
 291
 292 void VMHL13::resume()
 293 {
 294   p_action->resume();
 295   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 296 }
 297
 298 void VMHL13::save()
 299 {
 300   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 301
 302   /* FIXME: do something here */
 303   p_action->suspend();
 304   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 305 }
 306
 307 void VMHL13::restore()
 308 {
 309   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 310
 311   /* FIXME: do something here */
 312   p_action->resume();
 313   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Update the physical host of the given VM
 318  */
 319 void VMHL13::migrate(surf_resource_t ind_dst_pm)
 320 {
 321    /* ind_dst_pm equals to smx_host_t */
 322    Host *ws_dst = static_cast<Host*>(surf_host_resource_priv(ind_dst_pm));
 323    const char *vm_name = getName();
 324    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 325    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 326
 327    xbt_assert(ws_dst);
 328
 329    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 330    RoutingEdge *old_net_elm = p_netElm;
 331    RoutingEdge *new_net_elm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_host_by_name(pm_name_dst)));
 332    xbt_assert(new_net_elm);
 333
 334    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 335    sg_host_edge_destroy(sg_host_by_name(vm_name), 0);
 336
 337    /* Then, resister the new one. */
 338    p_netElm = new_net_elm;
 339    sg_host_edge_set(sg_host_by_name(vm_name), p_netElm);
 340
 341    p_subWs = ws_dst;
 342
 343    /* Update vcpu's action for the new pm */
 344    {
 345 #if 0
 346      XBT_INFO("cpu_action->remains %g", p_action->remains);
 347      XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", p_action->cost,
 348          p_action->remains,
 349          p_action->start,
 350          p_action->finish
 351          );
 352      XBT_INFO("cpu_action state %d", surf_action_get_state(p_action));
 353 #endif
 354
 355      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 356      CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(
 357                                             static_cast<Cpu*>(sg_host_surfcpu(ind_dst_pm))->execute(0));
 358
 359      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 360      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 361        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 362      if (p_action->getRemainsNoUpdate() > 0)
 363        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemainsNoUpdate());
 364
 365      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 366      double old_bound = p_action->getBound();
 367      if (old_bound != 0) {
 368        XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 369        new_cpu_action->setBound(old_bound);
 370      }
 371
 372      _XBT_GNUC_UNUSED int ret = p_action->unref();
 373      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 374
 375      p_action = new_cpu_action;
 376    }
 377
 378    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 379    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 380    delete old_net_elm;
 381 }
 382
 383 void VMHL13::setBound(double bound){
 384  p_action->setBound(bound);
 385 }
 386
 387 void VMHL13::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask){
 388  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 389 }
 390
 391 /*
 392  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returning the
 393  * dict_elm of the host.
 394  **/
 395 surf_resource_t VMHL13::getPm()
 396 {
 397   return xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, p_subWs->getName());
 398 }
 399
 400 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 401 Action *VMHL13::execute(double size)
 402 {
 403   double old_cost = p_action->getCost();
 404   double new_cost = old_cost + size;
 405
 406   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 407       getName(), p_subWs->getName(),
 408       old_cost, new_cost);
 409
 410   p_action->setCost(new_cost);
 411
 412   return p_cpu->execute(size);
 413 }
 414
 415 Action *VMHL13::sleep(double duration) {
 416   return p_cpu->sleep(duration);
 417 }
 418
 419 /**********
 420  * Action *
 421  **********/
 422
 423 //FIME:: handle action cancel
 424