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 "src/surf/VirtualMachineImpl.hpp"
   8 #include "simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp"
   9
  10 #include <xbt/signal.hpp>
  11
  12 #include "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   XBT_VERB("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", piface->name().c_str(), hostPM_->name().c_str(),
 128            xbt_dynar_length(storage_));
 129 }
 130
 131 /*
 132  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation.
 133  */
 134 VirtualMachineImpl::~VirtualMachineImpl()
 135 {
 136   onVmDestruction(this);
 137   allVms_.erase(find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this));
 138
 139   /* Free the cpu_action of the VM. */
 140   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 141   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 142
 143   delete piface_->pimpl_cpu;
 144 }
 145
 146 e_surf_vm_state_t VirtualMachineImpl::getState()
 147 {
 148   return vmState_;
 149 }
 150
 151 void VirtualMachineImpl::setState(e_surf_vm_state_t state)
 152 {
 153   vmState_ = state;
 154 }
 155 void VirtualMachineImpl::suspend()
 156 {
 157   action_->suspend();
 158   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 159 }
 160
 161 void VirtualMachineImpl::resume()
 162 {
 163   action_->resume();
 164   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 165 }
 166
 167 void VirtualMachineImpl::save()
 168 {
 169   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 170   action_->suspend();
 171   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 172 }
 173
 174 void VirtualMachineImpl::restore()
 175 {
 176   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 177   action_->resume();
 178   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 179 }
 180
 181 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 182 s4u::Host* VirtualMachineImpl::getPm()
 183 {
 184   return hostPM_;
 185 }
 186
 187 /* Update the physical host of the given VM */
 188 void VirtualMachineImpl::migrate(s4u::Host* host_dest)
 189 {
 190   const char* vm_name     = piface_->name().c_str();
 191   const char* pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
 192   const char* pm_name_dst = host_dest->name().c_str();
 193
 194   /* update net_elm with that of the destination physical host */
 195   piface_->pimpl_netcard = host_dest->pimpl_netcard;
 196
 197   hostPM_ = host_dest;
 198
 199   /* Update vcpu's action for the new pm */
 200   /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 201   CpuAction* new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
 202
 203   Action::State state = action_->getState();
 204   if (state != Action::State::done)
 205     XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
 206   if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
 207     XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
 208
 209   /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 210   double old_bound = action_->getBound();
 211   if (old_bound != 0) {
 212     XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 213     new_cpu_action->setBound(old_bound);
 214   }
 215
 216   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 217   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 218
 219   action_ = new_cpu_action;
 220
 221   XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 222 }
 223
 224 void VirtualMachineImpl::setBound(double bound)
 225 {
 226   action_->setBound(bound);
 227 }
 228 }
 229 }