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 "VirtualMachineImpl.hpp"
   8
   9 #include <xbt/signal.hpp>
  10
  11 #include "cpu_cas01.hpp"
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_vm, surf, "Logging specific to the SURF VM module");
  14
  15 simgrid::surf::VMModel* surf_vm_model = nullptr;
  16
  17 void surf_vm_model_init_HL13()
  18 {
  19   if (surf_cpu_model_vm) {
  20     surf_vm_model = new simgrid::surf::VMModel();
  21     all_existing_models->push_back(surf_vm_model);
  22   }
  23 }
  24
  25 namespace simgrid {
  26 namespace surf {
  27
  28 /*************
  29  * Callbacks *
  30  *************/
  31
  32 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmCreation;
  33 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmDestruction;
  34 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachineImpl*)> onVmStateChange;
  35
  36 /*********
  37  * Model *
  38  *********/
  39
  40 std::deque<VirtualMachineImpl*> VirtualMachineImpl::allVms_;
  41
  42 s4u::Host* VMModel::createVM(const char* name, sg_host_t host_PM)
  43 {
  44   VirtualMachineImpl* vm = new VirtualMachineImpl(name, host_PM);
  45   return vm->piface_;
  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(const char* name, simgrid::s4u::Host* host_PM)
 107     : HostImpl(new simgrid::s4u::Host(name), 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", name, hostPM_->name().c_str(), xbt_dynar_length(storage_));
 133 }
 134
 135 /*
 136  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation.
 137  */
 138 VirtualMachineImpl::~VirtualMachineImpl()
 139 {
 140   onVmDestruction(this);
 141   allVms_.erase(find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this));
 142
 143   /* Free the cpu_action of the VM. */
 144   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 145   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 146 }
 147
 148 e_surf_vm_state_t VirtualMachineImpl::getState()
 149 {
 150   return vmState_;
 151 }
 152
 153 void VirtualMachineImpl::setState(e_surf_vm_state_t state)
 154 {
 155   vmState_ = state;
 156 }
 157 void VirtualMachineImpl::suspend()
 158 {
 159   action_->suspend();
 160   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 161 }
 162
 163 void VirtualMachineImpl::resume()
 164 {
 165   action_->resume();
 166   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 167 }
 168
 169 void VirtualMachineImpl::save()
 170 {
 171   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 172   action_->suspend();
 173   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 174 }
 175
 176 void VirtualMachineImpl::restore()
 177 {
 178   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 179   action_->resume();
 180   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 181 }
 182
 183 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 184 sg_host_t VirtualMachineImpl::getPm()
 185 {
 186   return hostPM_;
 187 }
 188
 189 /* Update the physical host of the given VM */
 190 void VirtualMachineImpl::migrate(sg_host_t host_dest)
 191 {
 192   const char* vm_name     = piface_->name().c_str();
 193   const char* pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
 194   const char* pm_name_dst = host_dest->name().c_str();
 195
 196   /* update net_elm with that of the destination physical host */
 197   piface_->pimpl_netcard = host_dest->pimpl_netcard;
 198
 199   hostPM_ = host_dest;
 200
 201   /* Update vcpu's action for the new pm */
 202   /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 203   CpuAction* new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
 204
 205   Action::State state = action_->getState();
 206   if (state != Action::State::done)
 207     XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
 208   if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
 209     XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
 210
 211   /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 212   double old_bound = action_->getBound();
 213   if (old_bound != 0) {
 214     XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 215     new_cpu_action->setBound(old_bound);
 216   }
 217
 218   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 219   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 220
 221   action_ = new_cpu_action;
 222
 223   XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 224 }
 225
 226 void VirtualMachineImpl::setBound(double bound)
 227 {
 228   action_->setBound(bound);
 229 }
 230 }
 231 }