Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
f28f6aed57233760b927effa1508d3f7001e4129
[simgrid.git] / 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::nextOccuringEvent(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->nextOccuringEvent(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 /*constraint*/, nullptr /*storage*/, nullptr /*cpu*/), hostPM_(host_PM)
108 {
109   /* Register this VM to the list of all VMs */
110   allVms_.push_back(this);
111
112   piface_ = new simgrid::s4u::Host(name);
113   piface_->pimpl_ = this;
114
115   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
116    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
117    * When deregistering the reference that points the network resource object
118    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
119    * free callback for the network resource object. The network resource object
120    * is still used by the physical machine. */
121   piface_->pimpl_netcard = host_PM->pimpl_netcard;
122
123   // //// CPU  RELATED STUFF ////
124   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
125   CpuCas01 *sub_cpu = dynamic_cast<CpuCas01*>(host_PM->pimpl_cpu);
126
127   cpu_ = surf_cpu_model_vm->createCpu(piface_, sub_cpu->getSpeedPeakList(), 1 /*cores*/);
128   if (sub_cpu->getPState() != 0)
129     cpu_->setPState(sub_cpu->getPState());
130
131   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
132   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
133   action_ = sub_cpu->execution_start(0);
134
135   XBT_VERB("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, hostPM_->name().c_str(), xbt_dynar_length(storage_));
136 }
137
138 /*
139  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may disappear during a simulation.
140  */
141 VirtualMachine::~VirtualMachine()
142 {
143   onVmDestruction(this);
144   allVms_.erase( find(allVms_.begin(), allVms_.end(), this) );
145
146   /* Free the cpu_action of the VM. */
147   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
148   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
149
150   delete cpu_;
151 }
152
153 e_surf_vm_state_t VirtualMachine::getState() {
154   return vmState_;
155 }
156
157 void VirtualMachine::setState(e_surf_vm_state_t state) {
158   vmState_ = state;
159 }
160 void VirtualMachine::turnOn() {
161   if (isOff()) {
162     Resource::turnOn();
163     onVmStateChange(this);
164   }
165 }
166 void VirtualMachine::turnOff() {
167   if (isOn()) {
168     Resource::turnOff();
169     onVmStateChange(this);
170   }
171 }
172 void VirtualMachine::suspend()
173 {
174   action_->suspend();
175   vmState_ = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
176 }
177
178 void VirtualMachine::resume()
179 {
180   action_->resume();
181   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
182 }
183
184 void VirtualMachine::save()
185 {
186   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVING;
187   action_->suspend();
188   vmState_ = SURF_VM_STATE_SAVED;
189 }
190
191 void VirtualMachine::restore()
192 {
193   vmState_ = SURF_VM_STATE_RESTORING;
194   action_->resume();
195   vmState_ = SURF_VM_STATE_RUNNING;
196 }
197
198 /** @brief returns the physical machine on which the VM is running **/
199 sg_host_t VirtualMachine::getPm() {
200   return hostPM_;
201 }
202
203 /* Update the physical host of the given VM */
204 void VirtualMachine::migrate(sg_host_t host_dest)
205 {
206    HostImpl *surfHost_dst = host_dest->pimpl_;
207    const char *vm_name = getName();
208    const char *pm_name_src = hostPM_->name().c_str();
209    const char *pm_name_dst = surfHost_dst->getName();
210
211    /* update net_elm with that of the destination physical host */
212    sg_host_by_name(vm_name)->pimpl_netcard = sg_host_by_name(pm_name_dst)->pimpl_netcard;
213
214    hostPM_ = host_dest;
215
216    /* Update vcpu's action for the new pm */
217    /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
218    CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(host_dest->pimpl_cpu->execution_start(0));
219
220    Action::State state = action_->getState();
221    if (state != Action::State::done)
222      XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", static_cast<int>(state));
223    if (action_->getRemainsNoUpdate() > 0)
224      XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", action_->getRemainsNoUpdate());
225
226    /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
227    double old_bound = action_->getBound();
228    if (old_bound != 0) {
229      XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
230      new_cpu_action->setBound(old_bound);
231    }
232
233    XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = action_->unref();
234    xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
235
236    action_ = new_cpu_action;
237
238    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
239 }
240
241 void VirtualMachine::setBound(double bound){
242  action_->setBound(bound);
243 }
244
245
246 }
247 }