src/surf/vm_workstation_hl13.cpp

   1 /*
   2  * vm_workstation.cpp
   3  *
   4  *  Created on: Nov 12, 2013
   5  *      Author: bedaride
   6  */
   7 #include "vm_workstation_hl13.hpp"
   8 #include "cpu_cas01.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_vm_workstation);
  11
  12 void surf_vm_workstation_model_init_current_default(void){
  13   if (surf_cpu_model_vm) {
  14     surf_vm_workstation_model = new WorkstationVMHL13Model();
  15     ModelPtr model = static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model);
  16
  17     xbt_dynar_push(model_list, &model);
  18     xbt_dynar_push(model_list_invoke, &model);
  19   }
  20 }
  21
  22 /*********
  23  * Model *
  24  *********/
  25
  26 WorkstationVMHL13Model::WorkstationVMHL13Model() : WorkstationVMModel() {
  27   p_cpuModel = surf_cpu_model_vm;
  28 }
  29
  30 void WorkstationVMHL13Model::updateActionsState(double /*now*/, double /*delta*/){
  31   return;
  32 }
  33
  34 xbt_dynar_t WorkstationVMHL13Model::getRoute(WorkstationPtr src, WorkstationPtr dst){
  35   XBT_DEBUG("ws_get_route");
  36   return surf_network_model->getRoute(src->p_netElm, dst->p_netElm);
  37 }
  38
  39 ActionPtr WorkstationVMHL13Model::communicate(WorkstationPtr src, WorkstationPtr dst, double size, double rate){
  40   return surf_network_model->communicate(src->p_netElm, dst->p_netElm, size, rate);
  41 }
  42
  43 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
  44  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
  45
  46 void WorkstationVMHL13Model::createResource(const char *name, void *ind_phys_workstation)
  47 {
  48   WorkstationVMHL13Ptr ws = new WorkstationVMHL13(this, name, NULL, static_cast<surf_resource_t>(ind_phys_workstation));
  49
  50   xbt_lib_set(host_lib, name, SURF_WKS_LEVEL, static_cast<ResourcePtr>(ws));
  51
  52   /* TODO:
  53    * - check how network requests are scheduled between distinct processes competing for the same card.
  54    */
  55 }
  56
  57 static inline double get_solved_value(CpuActionPtr cpu_action)
  58 {
  59   return cpu_action->getVariable()->value;
  60 }
  61
  62 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  63  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  64  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  65  * operating system. */
  66 // const double virt_overhead = 0.95;
  67 const double virt_overhead = 1;
  68
  69 double WorkstationVMHL13Model::shareResources(double now)
  70 {
  71   /* TODO: udpate action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  72
  73
  74   /* 0. Make sure that we already calculated the resource share at the physical
  75    * machine layer. */
  76   {
  77         ModelPtr ws_model = static_cast<ModelPtr>(surf_workstation_model);
  78         ModelPtr vm_ws_model = static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model);
  79     unsigned int index_of_pm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &ws_model);
  80     unsigned int index_of_vm_ws_model = xbt_dynar_search(model_list_invoke, &vm_ws_model);
  81     xbt_assert((index_of_pm_ws_model < index_of_vm_ws_model), "Cannot assume surf_workstation_model comes before");
  82
  83     /* Another option is that we call sub_ws->share_resource() here. The
  84      * share_resource() function has no side-effect. We can call it here to
  85      * ensure that. */
  86   }
  87
  88
  89   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  90    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  91    *
  92    *
  93    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  94    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  95    * where
  96    *    the resource share of VM1: X1
  97    *    the resource share of VM2: X2
  98    *    the capacity of PM1: C
  99    *
 100    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
 101    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
 102    * where
 103    *    the resource share of P1: X1_1
 104    *    the resource share of P2: X1_2
 105    *    the capacity of VM1: X1
 106    *
 107    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
 108    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
 109    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
 110    *
 111    **/
 112
 113   /* iterate for all hosts including virtual machines */
 114   xbt_lib_cursor_t cursor;
 115   char *key;
 116   void **ind_host;
 117   xbt_lib_foreach(host_lib, cursor, key, ind_host) {
 118     WorkstationPtr ws = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 119                                    static_cast<ResourcePtr>(ind_host[SURF_WKS_LEVEL]));
 120     CpuPtr cpu = dynamic_cast<CpuPtr>(
 121                                static_cast<ResourcePtr>(ind_host[SURF_CPU_LEVEL]));
 122
 123     if (!ws)
 124       continue;
 125     /* skip if it is not a virtual machine */
 126     if (ws->getModel() != static_cast<ModelPtr>(surf_vm_workstation_model))
 127       continue;
 128     xbt_assert(cpu, "cpu-less workstation");
 129
 130     /* It is a virtual machine, so we can cast it to workstation_VM2013_t */
 131     WorkstationVMPtr ws_vm = dynamic_cast<WorkstationVMPtr>(ws);
 132
 133     double solved_value = get_solved_value(reinterpret_cast<CpuActionPtr>(ws_vm->p_action));
 134     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
 135         ws->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
 136
 137     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
 138     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
 139     xbt_assert(cpu->getModel() == static_cast<ModelPtr>(surf_cpu_model_vm));
 140     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
 141     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
 142   }
 143
 144
 145   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
 146   adjustWeightOfDummyCpuActions();
 147
 148   double min_by_cpu = p_cpuModel->shareResources(now);
 149   double min_by_net = surf_network_model->shareResources(now);
 150   double min_by_sto = -1;
 151   if (p_cpuModel == surf_cpu_model_pm)
 152         min_by_sto = surf_storage_model->shareResources(now);
 153
 154   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
 155       this, surf_cpu_model_pm->getName(), min_by_cpu,
 156             surf_network_model->getName(), min_by_net,
 157             surf_storage_model->getName(), min_by_sto);
 158
 159   double ret = max(max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
 160   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
 161         ret = min_by_cpu;
 162   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
 163         ret = min_by_net;
 164   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
 165         ret = min_by_sto;
 166
 167   /* FIXME: 3. do we have to re-initialize our cpu_action object? */
 168 #if 0
 169   /* iterate for all hosts including virtual machines */
 170   xbt_lib_foreach(host_lib, cursor, key, ind_host) {
 171     WorkstationCLM03Ptr ws_clm03 = ind_host[SURF_WKS_LEVEL];
 172
 173     /* skip if it is not a virtual machine */
 174     if (!ws_clm03)
 175       continue;
 176     if (ws_clm03->getModel() != surf_vm_workstation_model)
 177       continue;
 178
 179     /* It is a virtual machine, so we can cast it to workstation_VM2013_t */
 180     {
 181 #if 0
 182       WorkstationVM2013Ptr ws_vm2013 = (workstation_VM2013_t) ws_clm03;
 183       XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", ws_vm2013->cpu_action->cost,
 184           ws_vm2013->cpu_action->remains,
 185           ws_vm2013->cpu_action->start,
 186           ws_vm2013->cpu_action->finish
 187           );
 188 #endif
 189 #if 0
 190       void *ind_sub_host = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, ws_vm2013->sub_ws->generic_resource.getName);
 191       surf_cpu_model_pm->action_unref(ws_vm2013->cpu_action);
 192       /* FIXME: this means busy loop? */
 193       // ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, GUESTOS_NOISE);
 194       ws_vm2013->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_sub_host, 0);
 195 #endif
 196
 197     }
 198   }
 199 #endif
 200
 201
 202   return ret;
 203 }
 204
 205 ActionPtr WorkstationVMHL13Model::executeParallelTask(int workstation_nb,
 206                                         void **workstation_list,
 207                                         double *computation_amount,
 208                                         double *communication_amount,
 209                                         double rate){
 210 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
 211   if ((workstation_nb == 1)
 212       && (cost_or_zero(communication_amount, 0) == 0.0))
 213     return ((WorkstationCLM03Ptr)workstation_list[0])->execute(computation_amount[0]);
 214   else if ((workstation_nb == 1)
 215            && (cost_or_zero(computation_amount, 0) == 0.0))
 216     return communicate((WorkstationCLM03Ptr)workstation_list[0], (WorkstationCLM03Ptr)workstation_list[0],communication_amount[0], rate);
 217   else if ((workstation_nb == 2)
 218              && (cost_or_zero(computation_amount, 0) == 0.0)
 219              && (cost_or_zero(computation_amount, 1) == 0.0)) {
 220     int i,nb = 0;
 221     double value = 0.0;
 222
 223     for (i = 0; i < workstation_nb * workstation_nb; i++) {
 224       if (cost_or_zero(communication_amount, i) > 0.0) {
 225         nb++;
 226         value = cost_or_zero(communication_amount, i);
 227       }
 228     }
 229     if (nb == 1)
 230       return communicate((WorkstationCLM03Ptr)workstation_list[0], (WorkstationCLM03Ptr)workstation_list[1],value, rate);
 231   }
 232 #undef cost_or_zero
 233
 234   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks */
 235   return NULL;
 236 }
 237
 238 /************
 239  * Resource *
 240  ************/
 241
 242 WorkstationVMHL13::WorkstationVMHL13(WorkstationVMModelPtr model, const char* name, xbt_dict_t props,
 243                                                    surf_resource_t ind_phys_workstation)
 244  : WorkstationVM(model, name, props, NULL, NULL)
 245 {
 246   WorkstationPtr sub_ws = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 247                                static_cast<ResourcePtr>(
 248                                  surf_workstation_resource_priv(ind_phys_workstation)));
 249
 250   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 251   p_storage = NULL;
 252
 253   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 254    * host_lib, this network resource object is refered from two different keys.
 255    * When deregistering the reference that points the network resource object
 256    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 257    * free callback for the network resource object. The network resource object
 258    * is still used by the physical machine. */
 259   p_netElm = static_cast<RoutingEdgePtr>(xbt_lib_get_or_null(host_lib, sub_ws->getName(), ROUTING_HOST_LEVEL));
 260   xbt_lib_set(host_lib, name, ROUTING_HOST_LEVEL, p_netElm);
 261
 262   p_subWs = sub_ws;
 263   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 264
 265   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 266   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 267   CpuCas01Ptr sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01Ptr>(
 268                    static_cast<ResourcePtr>(
 269                          surf_cpu_resource_priv(ind_phys_workstation)));
 270
 271   /* We can assume one core and cas01 cpu for the first step.
 272    * Do xbt_lib_set(host_lib, name, SURF_CPU_LEVEL, cpu) if you get the resource. */
 273
 274   p_cpu = static_cast<CpuCas01ModelPtr>(surf_cpu_model_vm)->createResource(name, // name
 275       sub_cpu->p_powerPeakList,        // host->power_peak,
 276       sub_cpu->m_pstate,
 277       1,                          // host->power_scale,
 278       NULL,                       // host->power_trace,
 279       1,                          // host->core_amount,
 280       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 281       NULL,                       // host->state_trace,
 282       NULL);                       // host->properties,
 283
 284   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 285   /* FIXME: TODO: we have to peridocally input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 286   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(ind_phys_workstation, GUESTOS_NOISE);
 287   p_action = dynamic_cast<CpuActionPtr>(sub_cpu->execute(0));
 288
 289   /* The SURF_WKS_LEVEL at host_lib saves workstation_CLM03 objects. Please
 290    * note workstation_VM2013 objects, inheriting the workstation_CLM03
 291    * structure, are also saved there.
 292    *
 293    * If you want to get a workstation_VM2013 object from host_lib, see
 294    * ws->generic_resouce.model->type first. If it is
 295    * SURF_MODEL_TYPE_VM_WORKSTATION, you can cast ws to vm_ws. */
 296   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 297 }
 298
 299 /*
 300  * A physical host does not disapper in the current SimGrid code, but a VM may
 301  * disapper during a simulation.
 302  */
 303 WorkstationVMHL13::~WorkstationVMHL13()
 304 {
 305   /* ind_phys_workstation equals to smx_host_t */
 306   surf_resource_t ind_vm_workstation = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, getName());
 307
 308   /* Before clearing the entries in host_lib, we have to pick up resources. */
 309   CpuCas01Ptr cpu = dynamic_cast<CpuCas01Ptr>(
 310                     static_cast<ResourcePtr>(
 311                       surf_cpu_resource_priv(ind_vm_workstation)));
 312
 313   /* We deregister objects from host_lib, without invoking the freeing callback
 314    * of each level.
 315    *
 316    * Do not call xbt_lib_remove() here. It deletes all levels of the key,
 317    * including MSG_HOST_LEVEL and others. We should unregister only what we know.
 318    */
 319   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), SURF_CPU_LEVEL, 0);
 320   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), ROUTING_HOST_LEVEL, 0);
 321   xbt_lib_unset(host_lib, getName(), SURF_WKS_LEVEL, 0);
 322
 323   /* TODO: comment out when VM stroage is implemented. */
 324   // xbt_lib_unset(host_lib, name, SURF_STORAGE_LEVEL, 0);
 325
 326
 327   /* Free the cpu_action of the VM. */
 328   int ret = p_action->unref();
 329   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 330
 331   /* Free the cpu resource of the VM. If using power_trace, we will have to */
 332   delete cpu;
 333
 334   /* Free the network resource of the VM. */
 335         // Nothing has to be done, because net_elmts is just a pointer on the physical one
 336
 337   /* Free the storage resource of the VM. */
 338   // Not relevant yet
 339
 340         /* Free the workstation resource of the VM. */
 341 }
 342
 343 void WorkstationVMHL13::updateState(tmgr_trace_event_t event_type, double value, double date) {
 344   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 345 }
 346
 347 bool WorkstationVMHL13::isUsed() {
 348   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 349   return -1;
 350 }
 351
 352 e_surf_resource_state_t WorkstationVMHL13::getState()
 353 {
 354   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 355 }
 356
 357 void WorkstationVMHL13::setState(e_surf_resource_state_t state)
 358 {
 359   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 360 }
 361
 362 void WorkstationVMHL13::suspend()
 363 {
 364   p_action->suspend();
 365   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 366 }
 367
 368 void WorkstationVMHL13::resume()
 369 {
 370   p_action->resume();
 371   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 372 }
 373
 374 void WorkstationVMHL13::save()
 375 {
 376   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 377
 378   /* FIXME: do something here */
 379   p_action->suspend();
 380   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 381 }
 382
 383 void WorkstationVMHL13::restore()
 384 {
 385   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 386
 387   /* FIXME: do something here */
 388   p_action->resume();
 389   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 390 }
 391
 392 /*
 393  * Update the physical host of the given VM
 394  */
 395 void WorkstationVMHL13::migrate(surf_resource_t ind_dst_pm)
 396 {
 397    /* ind_phys_workstation equals to smx_host_t */
 398    WorkstationPtr ws_dst = dynamic_cast<WorkstationPtr>(
 399                                           static_cast<ResourcePtr>(
 400                                            surf_workstation_resource_priv(ind_dst_pm)));
 401    const char *vm_name = getName();
 402    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 403    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 404
 405    xbt_assert(ws_dst);
 406
 407    /* do something */
 408
 409    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 410    RoutingEdgePtr old_net_elm = p_netElm;
 411    RoutingEdgePtr new_net_elm = static_cast<RoutingEdgePtr>(xbt_lib_get_or_null(host_lib, pm_name_dst, ROUTING_HOST_LEVEL));
 412    xbt_assert(new_net_elm);
 413
 414    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 415    xbt_lib_unset(host_lib, vm_name, ROUTING_HOST_LEVEL, 0);
 416
 417    /* Then, resister the new one. */
 418    p_netElm = new_net_elm;
 419    xbt_lib_set(host_lib, vm_name, ROUTING_HOST_LEVEL, p_netElm);
 420
 421    p_subWs = ws_dst;
 422
 423    /* Update vcpu's action for the new pm */
 424    {
 425 #if 0
 426      XBT_INFO("cpu_action->remains %g", p_action->remains);
 427      XBT_INFO("cost %f remains %f start %f finish %f", p_action->cost,
 428          p_action->remains,
 429          p_action->start,
 430          p_action->finish
 431          );
 432      XBT_INFO("cpu_action state %d", surf_action_get_state(p_action));
 433 #endif
 434
 435      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 436      CpuActionPtr new_cpu_action = dynamic_cast<CpuActionPtr>(
 437                                             dynamic_cast<CpuCas01Ptr>(
 438                                         static_cast<ResourcePtr>(
 439                                         surf_cpu_resource_priv(ind_dst_pm)))->execute(0));
 440
 441      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 442      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 443        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 444      if (p_action->getRemains() > 0)
 445        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemains());
 446
 447      int ret = p_action->unref();
 448      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 449
 450      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 451      double old_bound = p_action->getBound();
 452      if (old_bound != 0) {
 453        XBT_INFO("migrate VM(%s): set bound (%lf) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 454        new_cpu_action->setBound(old_bound);
 455      }
 456
 457      p_action = new_cpu_action;
 458    }
 459
 460    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 461    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 462 }
 463
 464 void WorkstationVMHL13::setBound(double bound){
 465  p_action->setBound(bound);
 466 }
 467
 468 void WorkstationVMHL13::setAffinity(CpuPtr cpu, unsigned long mask){
 469  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 470 }
 471
 472 /*
 473  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returing the
 474  * dict_elm of the host.
 475  **/
 476 surf_resource_t WorkstationVMHL13::getPm()
 477 {
 478   return xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, p_subWs->getName());
 479 }
 480
 481 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 482 ActionPtr WorkstationVMHL13::execute(double size)
 483 {
 484   double old_cost = p_action->getCost();
 485   double new_cost = old_cost + size;
 486
 487   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 488       getName(), p_subWs->getName(),
 489       old_cost, new_cost);
 490
 491   p_action->setCost(new_cost);
 492
 493   return p_cpu->execute(size);
 494 }
 495
 496 ActionPtr WorkstationVMHL13::sleep(double duration) {
 497   return p_cpu->sleep(duration);
 498 }
 499
 500 /**********
 501  * Action *
 502  **********/
 503
 504 //FIME:: handle action cancel
 505