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