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   }
  19 }
  20
  21 /*********
  22  * Model *
  23  *********/
  24
  25 VMHL13Model::VMHL13Model() : VMModel() {}
  26
  27 void VMHL13Model::updateActionsState(double /*now*/, double /*delta*/) {}
  28
  29 /* ind means ''indirect'' that this is a reference on the whole dict_elm
  30  * structure (i.e not on the surf_resource_private infos) */
  31
  32 VirtualMachine *VMHL13Model::createVM(const char *name, surf_resource_t host_PM) {
  33   return new VMHL13(this, name, NULL, host_PM);
  34 }
  35
  36 static inline double get_solved_value(CpuAction *cpu_action)
  37 {
  38   return cpu_action->getVariable()->value;
  39 }
  40
  41 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  42  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  43  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  44  * operating system. */
  45 // const double virt_overhead = 0.95;
  46 const double virt_overhead = 1;
  47
  48 double VMHL13Model::shareResources(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    *
  56    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  57    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  58    * where
  59    *    the resource share of VM1: X1
  60    *    the resource share of VM2: X2
  61    *    the capacity of PM1: C
  62    *
  63    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  64    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  65    * where
  66    *    the resource share of P1: X1_1
  67    *    the resource share of P2: X1_2
  68    *    the capacity of VM1: X1
  69    *
  70    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  71    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  72    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  73    *
  74    **/
  75
  76   /* iterate for all virtual machines */
  77   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
  78          VMModel::ws_vms.begin();
  79        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
  80
  81     VirtualMachine *ws_vm = &*iter;
  82     Cpu *cpu = ws_vm->p_cpu;
  83     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  84
  85     double solved_value = get_solved_value(ws_vm->p_action);
  86     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
  87         ws_vm->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
  88
  89     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  90     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
  91     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
  92     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
  93     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
  94   }
  95
  96
  97   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
  98   adjustWeightOfDummyCpuActions();
  99
 100   double min_by_cpu = surf_cpu_model_vm->shareResources(now);
 101   double min_by_net = surf_network_model->shareResourcesIsIdempotent() ? surf_network_model->shareResources(now) : -1;
 102   // Fixme: take storage into account once it's implemented
 103   double min_by_sto = -1;
 104
 105   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
 106       this, typeid(surf_cpu_model_pm ).name(), min_by_cpu,
 107                 typeid(surf_network_model).name(), min_by_net,
 108             typeid(surf_storage_model).name(), min_by_sto);
 109
 110   double ret = max(max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
 111   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
 112         ret = min_by_cpu;
 113   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
 114         ret = min_by_net;
 115   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
 116         ret = min_by_sto;
 117
 118   return ret;
 119 }
 120
 121 Action *VMHL13Model::executeParallelTask(int host_nb,
 122                                          sg_host_t *host_list,
 123                                                                                  double *flops_amount,
 124                                                                                  double *bytes_amount,
 125                                                                                  double rate){
 126 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
 127   if ((host_nb == 1)
 128       && (cost_or_zero(bytes_amount, 0) == 0.0))
 129     return surf_host_execute(host_list[0], flops_amount[0]);
 130   else if ((host_nb == 1)
 131            && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0))
 132     return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[0],bytes_amount[0], rate);
 133   else if ((host_nb == 2)
 134              && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0)
 135              && (cost_or_zero(flops_amount, 1) == 0.0)) {
 136     int i,nb = 0;
 137     double value = 0.0;
 138
 139     for (i = 0; i < host_nb * host_nb; i++) {
 140       if (cost_or_zero(bytes_amount, i) > 0.0) {
 141         nb++;
 142         value = cost_or_zero(bytes_amount, i);
 143       }
 144     }
 145     if (nb == 1)
 146       return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[1], value, rate);
 147   }
 148 #undef cost_or_zero
 149
 150   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks for more than 2 hosts. */
 151   return NULL;
 152 }
 153
 154 /************
 155  * Resource *
 156  ************/
 157
 158 VMHL13::VMHL13(VMModel *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 159                                                    surf_resource_t host_PM)
 160  : VirtualMachine(model, name, props, NULL, NULL)
 161 {
 162   Host *sub_ws = surf_host_resource_priv(host_PM);
 163
 164   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 165   p_storage = NULL;
 166
 167   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 168    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 169    * When deregistering the reference that points the network resource object
 170    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 171    * free callback for the network resource object. The network resource object
 172    * is still used by the physical machine. */
 173   sg_host_t sg_sub_ws = sg_host_by_name_or_create(sub_ws->getName());
 174   p_netElm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_sub_ws));
 175   sg_host_edge_set(sg_host_by_name_or_create(name), p_netElm);
 176
 177   p_subWs = sub_ws;
 178   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 179
 180   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 181   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 182   CpuCas01 *sub_cpu = static_cast<CpuCas01*>(sg_host_surfcpu(host_PM));
 183
 184   p_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(name, // name
 185       sub_cpu->getPowerPeakList(),        // host->power_peak,
 186       sub_cpu->getPState(),
 187       1,                          // host->power_scale,
 188       NULL,                       // host->power_trace,
 189       1,                          // host->core_amount,
 190       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 191       NULL,                       // host->state_trace,
 192       NULL);                       // host->properties,
 193
 194   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 195   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 196   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(host_PM, GUESTOS_NOISE);
 197   p_action = sub_cpu->execute(0);
 198
 199   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 200
 201   surf_callback_emit(VMCreatedCallbacks, this);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may
 206  * disappear during a simulation.
 207  */
 208 VMHL13::~VMHL13()
 209 {
 210   /* Free the cpu_action of the VM. */
 211   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 212   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 213 }
 214
 215 void VMHL13::updateState(tmgr_trace_event_t /*event_type*/, double /*value*/, double /*date*/) {
 216   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 217 }
 218
 219 bool VMHL13::isUsed() {
 220   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 221   return -1;
 222 }
 223
 224 e_surf_resource_state_t VMHL13::getState()
 225 {
 226   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 227 }
 228
 229 void VMHL13::setState(e_surf_resource_state_t state)
 230 {
 231   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 232 }
 233
 234 void VMHL13::suspend()
 235 {
 236   p_action->suspend();
 237   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 238 }
 239
 240 void VMHL13::resume()
 241 {
 242   p_action->resume();
 243   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 244 }
 245
 246 void VMHL13::save()
 247 {
 248   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 249
 250   /* FIXME: do something here */
 251   p_action->suspend();
 252   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 253 }
 254
 255 void VMHL13::restore()
 256 {
 257   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 258
 259   /* FIXME: do something here */
 260   p_action->resume();
 261   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Update the physical host of the given VM
 266  */
 267 void VMHL13::migrate(surf_resource_t ind_dst_pm)
 268 {
 269    /* ind_dst_pm equals to smx_host_t */
 270    Host *ws_dst = static_cast<Host*>(surf_host_resource_priv(ind_dst_pm));
 271    const char *vm_name = getName();
 272    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 273    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 274
 275    xbt_assert(ws_dst);
 276
 277    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 278    RoutingEdge *old_net_elm = p_netElm;
 279    RoutingEdge *new_net_elm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_host_by_name(pm_name_dst)));
 280    xbt_assert(new_net_elm);
 281
 282    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 283    sg_host_edge_destroy(sg_host_by_name(vm_name), 0);
 284
 285    /* Then, resister the new one. */
 286    p_netElm = new_net_elm;
 287    sg_host_edge_set(sg_host_by_name(vm_name), p_netElm);
 288
 289    p_subWs = ws_dst;
 290
 291    /* Update vcpu's action for the new pm */
 292    {
 293      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 294      CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(
 295                                             static_cast<Cpu*>(sg_host_surfcpu(ind_dst_pm))->execute(0));
 296
 297      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 298      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 299        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 300      if (p_action->getRemainsNoUpdate() > 0)
 301        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemainsNoUpdate());
 302
 303      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 304      double old_bound = p_action->getBound();
 305      if (old_bound != 0) {
 306        XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 307        new_cpu_action->setBound(old_bound);
 308      }
 309
 310      XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 311      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 312
 313      p_action = new_cpu_action;
 314    }
 315
 316    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 317    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 318    delete old_net_elm;
 319 }
 320
 321 void VMHL13::setBound(double bound){
 322  p_action->setBound(bound);
 323 }
 324
 325 void VMHL13::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask){
 326  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returning the
 331  * dict_elm of the host.
 332  **/
 333 surf_resource_t VMHL13::getPm()
 334 {
 335   return xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, p_subWs->getName());
 336 }
 337
 338 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 339 Action *VMHL13::execute(double size)
 340 {
 341   double old_cost = p_action->getCost();
 342   double new_cost = old_cost + size;
 343
 344   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 345       getName(), p_subWs->getName(),
 346       old_cost, new_cost);
 347
 348   p_action->setCost(new_cost);
 349
 350   return p_cpu->execute(size);
 351 }
 352
 353 Action *VMHL13::sleep(double duration) {
 354   return p_cpu->sleep(duration);
 355 }