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[simgrid.git] / 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 <simgrid/host.h>
10
11 #include "cpu_cas01.hpp"
12 #include "vm_hl13.hpp"
13
14 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_vm);
15
16 void surf_vm_model_init_HL13(void){
17   if (surf_cpu_model_vm) {
18     surf_vm_model = new simgrid::surf::VMHL13Model();
19     simgrid::surf::Model *model = surf_vm_model;
20     xbt_dynar_push(all_existing_models, &model);
21   }
22 }
23
24 namespace simgrid {
25 namespace surf {
26
27 /*********
28  * Model *
29  *********/
30
31 VMHL13Model::VMHL13Model() : VMModel() {}
32
33 void VMHL13Model::updateActionsState(double /*now*/, double /*delta*/) {}
34
35 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
36  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
37
38 VirtualMachine *VMHL13Model::createVM(const char *name, sg_host_t host_PM)
39 {
40   VirtualMachine* vm = new VMHL13(this, name, NULL, host_PM);
41   VMCreatedCallbacks(vm);
42   return vm;
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: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
60
61   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
62    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
63    *
64    *
65    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
66    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
67    * where
68    *    the resource share of VM1: X1
69    *    the resource share of VM2: X2
70    *    the capacity of PM1: C
71    *
72    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
73    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
74    * where
75    *    the resource share of P1: X1_1
76    *    the resource share of P2: X1_2
77    *    the capacity of VM1: X1
78    *
79    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
80    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
81    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
82    *
83    **/
84
85   /* iterate for all virtual machines */
86   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
87          VMModel::ws_vms.begin();
88        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
89
90     VirtualMachine *ws_vm = &*iter;
91     Cpu *cpu = ws_vm->p_cpu;
92     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
93
94     double solved_value = get_solved_value(ws_vm->p_action);
95     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
96         ws_vm->getName(), ws_vm->p_hostPM->getName().c_str());
97
98     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
99     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
100     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
101     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
102     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
103   }
104
105
106   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
107   adjustWeightOfDummyCpuActions();
108
109   double min_by_cpu = surf_cpu_model_vm->shareResources(now);
110   double min_by_net = surf_network_model->shareResourcesIsIdempotent() ? surf_network_model->shareResources(now) : -1;
111   // Fixme: take storage into account once it's implemented
112   double min_by_sto = -1;
113
114   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
115       this, typeid(surf_cpu_model_pm ).name(), min_by_cpu,
116                 typeid(surf_network_model).name(), min_by_net,
117             typeid(surf_storage_model).name(), min_by_sto);
118
119   double ret = std::max(std::max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
120   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
121         ret = min_by_cpu;
122   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
123         ret = min_by_net;
124   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
125         ret = min_by_sto;
126
127   return ret;
128 }
129
130 Action *VMHL13Model::executeParallelTask(int host_nb,
131                                          sg_host_t *host_list,
132                                                                                  double *flops_amount,
133                                                                                  double *bytes_amount,
134                                                                                  double rate){
135 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
136   if ((host_nb == 1)
137       && (cost_or_zero(bytes_amount, 0) == 0.0))
138     return host_list[0]->p_cpu->execute(flops_amount[0]);
139   else if ((host_nb == 1)
140            && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0))
141     return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[0],bytes_amount[0], rate);
142   else if ((host_nb == 2)
143              && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0)
144              && (cost_or_zero(flops_amount, 1) == 0.0)) {
145     int i,nb = 0;
146     double value = 0.0;
147
148     for (i = 0; i < host_nb * host_nb; i++) {
149       if (cost_or_zero(bytes_amount, i) > 0.0) {
150         nb++;
151         value = cost_or_zero(bytes_amount, i);
152       }
153     }
154     if (nb == 1)
155       return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[1], value, rate);
156   }
157 #undef cost_or_zero
158
159   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks for more than 2 hosts. */
160   return NULL;
161 }
162
163 /************
164  * Resource *
165  ************/
166
167 VMHL13::VMHL13(VMModel *model, const char* name, xbt_dict_t props, sg_host_t host_PM)
168  : VirtualMachine(model, name, props, host_PM)
169 {
170   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
171   p_storage = NULL;
172
173   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
174    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
175    * When deregistering the reference that points the network resource object
176    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
177    * free callback for the network resource object. The network resource object
178    * is still used by the physical machine. */
179   p_netElm = host_PM->p_netcard;
180   sg_host_t host_VM = sg_host_by_name_or_create(name);
181   host_VM->p_netcard = p_netElm;
182
183   p_vm_state = SURF_VM_STATE_CREATED;
184
185   // //// CPU  RELATED STUFF ////
186   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
187   CpuCas01 *sub_cpu = static_cast<CpuCas01*>(host_PM->p_cpu);
188
189   p_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(host_VM, // the machine hosting the VM
190       sub_cpu->getSpeedPeakList(),        // host->power_peak,
191       sub_cpu->getPState(),
192       1,                          // host->power_scale,
193       NULL,                       // host->power_trace,
194       1,                          // host->core_amount,
195       1/*ON*/,                    // host->initiallyOn,
196       NULL);                      // host->state_trace,
197
198   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
199   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
200   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(host_PM, GUESTOS_NOISE);
201   p_action = sub_cpu->execute(0);
202
203   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, p_hostPM->getName().c_str(), xbt_dynar_length(p_storage));
204 }
205
206 void VMHL13::suspend()
207 {
208   p_action->suspend();
209   p_vm_state = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
210 }
211
212 void VMHL13::resume()
213 {
214   p_action->resume();
215   p_vm_state = SURF_VM_STATE_RUNNING;
216 }
217
218 void VMHL13::save()
219 {
220   p_vm_state = SURF_VM_STATE_SAVING;
221
222   /* FIXME: do something here */
223   p_action->suspend();
224   p_vm_state = SURF_VM_STATE_SAVED;
225 }
226
227 void VMHL13::restore()
228 {
229   p_vm_state = SURF_VM_STATE_RESTORING;
230
231   /* FIXME: do something here */
232   p_action->resume();
233   p_vm_state = SURF_VM_STATE_RUNNING;
234 }
235
236 /*
237  * Update the physical host of the given VM
238  */
239 void VMHL13::migrate(sg_host_t host_dest)
240 {
241    Host *surfHost_dst = host_dest->extension<Host>();
242    const char *vm_name = getName();
243    const char *pm_name_src = p_hostPM->getName().c_str();
244    const char *pm_name_dst = surfHost_dst->getName();
245
246    /* update net_elm with that of the destination physical host */
247    sg_host_by_name(vm_name)->p_netcard = p_netElm = sg_host_by_name(pm_name_dst)->p_netcard;
248
249    p_hostPM = host_dest;
250
251    /* Update vcpu's action for the new pm */
252    {
253      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
254      CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->p_cpu->execute(0));
255
256      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
257      if (state != SURF_ACTION_DONE)
258        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
259      if (p_action->getRemainsNoUpdate() > 0)
260        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemainsNoUpdate());
261
262      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
263      double old_bound = p_action->getBound();
264      if (old_bound != 0) {
265        XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
266        new_cpu_action->setBound(old_bound);
267      }
268
269      XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
270      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
271
272      p_action = new_cpu_action;
273    }
274
275    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
276 }
277
278 void VMHL13::setBound(double bound){
279  p_action->setBound(bound);
280 }
281
282 void VMHL13::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask){
283  p_action->setAffinity(cpu, mask);
284 }
285
286
287 }
288 }