src/surf/virtual_machine.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 <xbt/signal.hpp>
   8
   9 #include "cpu_cas01.hpp"
  10 #include "virtual_machine.hpp"
  11
  12 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_vm, surf, "Logging specific to the SURF VM module");
  13
  14 simgrid::surf::VMModel *surf_vm_model = nullptr;
  15
  16 void surf_vm_model_init_HL13(){
  17   if (surf_cpu_model_vm) {
  18     surf_vm_model = new simgrid::surf::VMModel();
  19     all_existing_models->push_back(surf_vm_model);
  20   }
  21 }
  22
  23 namespace simgrid {
  24 namespace surf {
  25
  26
  27 /*************
  28  * Callbacks *
  29  *************/
  30
  31 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachine*)> onVmCreation;
  32 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachine*)> onVmDestruction;
  33 simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::VirtualMachine*)> onVmStateChange;
  34
  35 /*********
  36  * Model *
  37  *********/
  38
  39 std::deque<VirtualMachine*> VirtualMachine::allVms_;
  40
  41 s4u::Host *VMModel::createVM(const char *name, sg_host_t host_PM)
  42 {
  43   VirtualMachine* vm = new VirtualMachine(name, host_PM);
  44   return vm->piface_;
  45 }
  46
  47 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat degraded due to virtualization overhead.
  48  * The total CPU share these processes get is smaller than that of the VM process gets on a host operating system. */
  49 // const double virt_overhead = 0.95;
  50 const double virt_overhead = 1;
  51
  52 double VMModel::nextOccuringEvent(double now)
  53 {
  54   /* TODO: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  55
  56   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  57    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  58    *
  59    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  60    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  61    * where
  62    *    the resource share of VM1: X1
  63    *    the resource share of VM2: X2
  64    *    the capacity of PM1: C
  65    *
  66    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  67    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  68    * where
  69    *    the resource share of P1: X1_1
  70    *    the resource share of P2: X1_2
  71    *    the capacity of VM1: X1
  72    *
  73    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  74    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  75    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  76    **/
  77
  78   /* iterate for all virtual machines */
  79   for (VirtualMachine *ws_vm : VirtualMachine::allVms_) {
  80     Cpu* cpu = ws_vm->piface_->pimpl_cpu;
  81     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  82
  83     double solved_value = ws_vm->action_->getVariable()->value;
  84     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value, ws_vm->piface_->name().c_str(),
  85               ws_vm->getPm()->name().c_str());
  86
  87     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  88     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
  89     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
  90     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
  91     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
  92   }
  93
  94   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
  95   adjustWeightOfDummyCpuActions();
  96
  97   /* 3. Ready. Get the next occuring event */
  98   return surf_cpu_model_vm->nextOccuringEvent(now);
  99 }
 100
 101
 102 /************
 103  * Resource *
 104  ************/
 105
 106 VirtualMachine::VirtualMachine(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 VirtualMachine::~VirtualMachine()
 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 VirtualMachine::getState() {
 149   return vmState_;
 150 }
 151
 152 void VirtualMachine::setState(e_surf_vm_state_t state)
 153 {
 154   vmState_ = state;
 155 }
 156 void VirtualMachine::suspend()
 157 {
 158   action_->suspend();
 159   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 160 }
 161
 162 void VirtualMachine::resume()
 163 {
 164   action_->resume();
 165   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 166 }
 167
 168 void VirtualMachine::save()
 169 {
 170   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 171   action_->suspend();
 172   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 173 }
 174
 175 void VirtualMachine::restore()
 176 {
 177   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 178   action_->resume();
 179   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 180 }
 181
 182 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 183 sg_host_t VirtualMachine::getPm() {
 184   return hostPM_;
 185 }
 186
 187 /* Update the physical host of the given VM */
 188 void VirtualMachine::migrate(sg_host_t 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 VirtualMachine::setBound(double bound){
 225  action_->setBound(bound);
 226 }
 227
 228
 229 }
 230 }