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(this, name, host_PM);
  44   onVmCreation(vm);
  45   return vm->piface_;
  46 }
  47
  48 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat degraded due to virtualization overhead.
  49  * The total CPU share these processes get is smaller than that of the VM process gets on a host operating system. */
  50 // const double virt_overhead = 0.95;
  51 const double virt_overhead = 1;
  52
  53 double VMModel::next_occuring_event(double now)
  54 {
  55   /* TODO: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  56
  57   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  58    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  59    *
  60    * If we have two virtual machine (VM1 and VM2) on a physical machine (PM1).
  61    *     X1 + X2 = C       (Equation 1)
  62    * where
  63    *    the resource share of VM1: X1
  64    *    the resource share of VM2: X2
  65    *    the capacity of PM1: C
  66    *
  67    * Then, if we have two process (P1 and P2) on VM1.
  68    *     X1_1 + X1_2 = X1  (Equation 2)
  69    * where
  70    *    the resource share of P1: X1_1
  71    *    the resource share of P2: X1_2
  72    *    the capacity of VM1: X1
  73    *
  74    * Equation 1 was solved in the physical machine layer.
  75    * Equation 2 is solved in the virtual machine layer (here).
  76    * X1 must be passed to the virtual machine laye as a constraint value.
  77    **/
  78
  79   /* iterate for all virtual machines */
  80   for (VirtualMachine *ws_vm : VirtualMachine::allVms_) {
  81     Cpu *cpu = ws_vm->cpu_;
  82     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  83
  84     double solved_value = ws_vm->action_->getVariable()->value;
  85     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value, ws_vm->getName(), 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->next_occuring_event(now);
  99 }
 100
 101
 102 /************
 103  * Resource *
 104  ************/
 105
 106 VirtualMachine::VirtualMachine(HostModel *model, const char *name, simgrid::s4u::Host *host_PM)
 107 : HostImpl(model, name, nullptr, nullptr, nullptr)
 108 , hostPM_(host_PM)
 109 {
 110   /* Register this VM to the list of all VMs */
 111   allVms_.push_back(this);
 112   piface_ = simgrid::s4u::Host::by_name_or_create(name);
 113   piface_->extension_set<simgrid::surf::HostImpl>(this);
 114
 115   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 116   storage_ = nullptr;
 117
 118   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 119    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 120    * When deregistering the reference that points the network resource object
 121    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 122    * free callback for the network resource object. The network resource object
 123    * is still used by the physical machine. */
 124   sg_host_t host_VM = simgrid::s4u::Host::by_name_or_create(name);
 125   host_VM->pimpl_netcard = host_PM->pimpl_netcard;
 126
 127   vmState_ = SURF_VM_STATE_CREATED;
 128
 129   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 130   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 131   CpuCas01 *sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01*>(host_PM->pimpl_cpu);
 132
 133   cpu_ = surf_cpu_model_vm->createCpu(host_VM, // the machine hosting the VM
 134       sub_cpu->getSpeedPeakList(), 1 /*cores*/);
 135   if (sub_cpu->getPState() != 0)
 136     cpu_->setPState(sub_cpu->getPState());
 137
 138   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 139   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 140   action_ = sub_cpu->execution_start(0);
 141
 142   XBT_VERB("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, hostPM_->name().c_str(), xbt_dynar_length(storage_));
 143 }
 144
 145 /*
 146  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation.
 147  */
 148 VirtualMachine::~VirtualMachine()
 149 {
 150   onVmDestruction(this);
 151   allVms_.erase( find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this) );
 152
 153   /* Free the cpu_action of the VM. */
 154   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 155   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 156
 157   delete cpu_;
 158 }
 159
 160 e_surf_vm_state_t VirtualMachine::getState() {
 161   return vmState_;
 162 }
 163
 164 void VirtualMachine::setState(e_surf_vm_state_t state) {
 165   vmState_ = state;
 166 }
 167 void VirtualMachine::turnOn() {
 168   if (isOff()) {
 169     Resource::turnOn();
 170     onVmStateChange(this);
 171   }
 172 }
 173 void VirtualMachine::turnOff() {
 174   if (isOn()) {
 175     Resource::turnOff();
 176     onVmStateChange(this);
 177   }
 178 }
 179 void VirtualMachine::suspend()
 180 {
 181   action_->suspend();
 182   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 183 }
 184
 185 void VirtualMachine::resume()
 186 {
 187   action_->resume();
 188   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 189 }
 190
 191 void VirtualMachine::save()
 192 {
 193   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
 194   action_->suspend();
 195   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
 196 }
 197
 198 void VirtualMachine::restore()
 199 {
 200   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 201   action_->resume();
 202   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 203 }
 204
 205 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
 206 sg_host_t VirtualMachine::getPm() {
 207   return hostPM_;
 208 }
 209
 210 /* Update the physical host of the given VM */
 211 void VirtualMachine::migrate(sg_host_t host_dest)
 212 {
 213    HostImpl *surfHost_dst = host_dest->extension<HostImpl>();
 214    const char *vm_name = getName();
 215    const char *pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
 216    const char *pm_name_dst = surfHost_dst->getName();
 217
 218    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 219    sg_host_by_name(vm_name)->pimpl_netcard = sg_host_by_name(pm_name_dst)->pimpl_netcard;
 220
 221    hostPM_ = host_dest;
 222
 223    /* Update vcpu's action for the new pm */
 224    /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 225    CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
 226
 227    Action::State state = action_->getState();
 228    if (state != Action::State::done)
 229      XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
 230    if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
 231      XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
 232
 233    /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 234    double old_bound = action_->getBound();
 235    if (old_bound != 0) {
 236      XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 237      new_cpu_action->setBound(old_bound);
 238    }
 239
 240    XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
 241    xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 242
 243    action_ = new_cpu_action;
 244
 245    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 246 }
 247
 248 void VirtualMachine::setBound(double bound){
 249  action_->setBound(bound);
 250 }
 251
 252
 253 }
 254 }