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 {
  34   VirtualMachine* vm = new VMHL13(this, name, NULL, host_PM);
  35   surf_callback_emit(VMCreatedCallbacks, vm);
  36   return vm;
  37 }
  38
  39 static inline double get_solved_value(CpuAction *cpu_action)
  40 {
  41   return cpu_action->getVariable()->value;
  42 }
  43
  44 /* In the real world, processes on the guest operating system will be somewhat
  45  * degraded due to virtualization overhead. The total CPU share that these
  46  * processes get is smaller than that of the VM process gets on a host
  47  * operating system. */
  48 // const double virt_overhead = 0.95;
  49 const double virt_overhead = 1;
  50
  51 double VMHL13Model::shareResources(double now)
  52 {
  53   /* TODO: update action's cost with the total cost of processes on the VM. */
  54
  55   /* 1. Now we know how many resource should be assigned to each virtual
  56    * machine. We update constraints of the virtual machine layer.
  57    *
  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
  79   /* iterate for all virtual machines */
  80   for (VMModel::vm_list_t::iterator iter =
  81          VMModel::ws_vms.begin();
  82        iter !=  VMModel::ws_vms.end(); ++iter) {
  83
  84     VirtualMachine *ws_vm = &*iter;
  85     Cpu *cpu = ws_vm->p_cpu;
  86     xbt_assert(cpu, "cpu-less host");
  87
  88     double solved_value = get_solved_value(ws_vm->p_action);
  89     XBT_DEBUG("assign %f to vm %s @ pm %s", solved_value,
  90         ws_vm->getName(), ws_vm->p_subWs->getName());
  91
  92     // TODO: check lmm_update_constraint_bound() works fine instead of the below manual substitution.
  93     // cpu_cas01->constraint->bound = solved_value;
  94     xbt_assert(cpu->getModel() == surf_cpu_model_vm);
  95     lmm_system_t vcpu_system = cpu->getModel()->getMaxminSystem();
  96     lmm_update_constraint_bound(vcpu_system, cpu->getConstraint(), virt_overhead * solved_value);
  97   }
  98
  99
 100   /* 2. Calculate resource share at the virtual machine layer. */
 101   adjustWeightOfDummyCpuActions();
 102
 103   double min_by_cpu = surf_cpu_model_vm->shareResources(now);
 104   double min_by_net = surf_network_model->shareResourcesIsIdempotent() ? surf_network_model->shareResources(now) : -1;
 105   // Fixme: take storage into account once it's implemented
 106   double min_by_sto = -1;
 107
 108   XBT_DEBUG("model %p, %s min_by_cpu %f, %s min_by_net %f, %s min_by_sto %f",
 109       this, typeid(surf_cpu_model_pm ).name(), min_by_cpu,
 110                 typeid(surf_network_model).name(), min_by_net,
 111             typeid(surf_storage_model).name(), min_by_sto);
 112
 113   double ret = max(max(min_by_cpu, min_by_net), min_by_sto);
 114   if (min_by_cpu >= 0.0 && min_by_cpu < ret)
 115         ret = min_by_cpu;
 116   if (min_by_net >= 0.0 && min_by_net < ret)
 117         ret = min_by_net;
 118   if (min_by_sto >= 0.0 && min_by_sto < ret)
 119         ret = min_by_sto;
 120
 121   return ret;
 122 }
 123
 124 Action *VMHL13Model::executeParallelTask(int host_nb,
 125                                          sg_host_t *host_list,
 126                                                                                  double *flops_amount,
 127                                                                                  double *bytes_amount,
 128                                                                                  double rate){
 129 #define cost_or_zero(array,pos) ((array)?(array)[pos]:0.0)
 130   if ((host_nb == 1)
 131       && (cost_or_zero(bytes_amount, 0) == 0.0))
 132     return surf_host_execute(host_list[0], flops_amount[0]);
 133   else if ((host_nb == 1)
 134            && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0))
 135     return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[0],bytes_amount[0], rate);
 136   else if ((host_nb == 2)
 137              && (cost_or_zero(flops_amount, 0) == 0.0)
 138              && (cost_or_zero(flops_amount, 1) == 0.0)) {
 139     int i,nb = 0;
 140     double value = 0.0;
 141
 142     for (i = 0; i < host_nb * host_nb; i++) {
 143       if (cost_or_zero(bytes_amount, i) > 0.0) {
 144         nb++;
 145         value = cost_or_zero(bytes_amount, i);
 146       }
 147     }
 148     if (nb == 1)
 149       return surf_network_model_communicate(surf_network_model, host_list[0], host_list[1], value, rate);
 150   }
 151 #undef cost_or_zero
 152
 153   THROW_UNIMPLEMENTED;          /* This model does not implement parallel tasks for more than 2 hosts. */
 154   return NULL;
 155 }
 156
 157 /************
 158  * Resource *
 159  ************/
 160
 161 VMHL13::VMHL13(VMModel *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 162                                                    surf_resource_t host_PM)
 163  : VirtualMachine(model, name, props, NULL, NULL)
 164 {
 165   Host *sub_ws = surf_host_resource_priv(host_PM);
 166
 167   /* Currently, we assume a VM has no storage. */
 168   p_storage = NULL;
 169
 170   /* Currently, a VM uses the network resource of its physical host. In
 171    * host_lib, this network resource object is referred from two different keys.
 172    * When deregistering the reference that points the network resource object
 173    * from the VM name, we have to make sure that the system does not call the
 174    * free callback for the network resource object. The network resource object
 175    * is still used by the physical machine. */
 176   sg_host_t sg_sub_ws = sg_host_by_name_or_create(sub_ws->getName());
 177   p_netElm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_sub_ws));
 178   sg_host_edge_set(sg_host_by_name_or_create(name), p_netElm);
 179
 180   p_subWs = sub_ws;
 181   p_currentState = SURF_VM_STATE_CREATED;
 182
 183   // //// CPU  RELATED STUFF ////
 184   // Roughly, create a vcpu resource by using the values of the sub_cpu one.
 185   CpuCas01 *sub_cpu = static_cast<CpuCas01*>(sg_host_surfcpu(host_PM));
 186
 187   p_cpu = surf_cpu_model_vm->createCpu(name, // name
 188       sub_cpu->getPowerPeakList(),        // host->power_peak,
 189       sub_cpu->getPState(),
 190       1,                          // host->power_scale,
 191       NULL,                       // host->power_trace,
 192       1,                          // host->core_amount,
 193       SURF_RESOURCE_ON,           // host->initial_state,
 194       NULL,                       // host->state_trace,
 195       NULL);                       // host->properties,
 196
 197   /* We create cpu_action corresponding to a VM process on the host operating system. */
 198   /* FIXME: TODO: we have to periodically input GUESTOS_NOISE to the system? how ? */
 199   // vm_ws->cpu_action = surf_cpu_model_pm->extension.cpu.execute(host_PM, GUESTOS_NOISE);
 200   p_action = sub_cpu->execute(0);
 201
 202   XBT_INFO("Create VM(%s)@PM(%s) with %ld mounted disks", name, sub_ws->getName(), xbt_dynar_length(p_storage));
 203 }
 204
 205 /*
 206  * A physical host does not disappear in the current SimGrid code, but a VM may
 207  * disappear during a simulation.
 208  */
 209 VMHL13::~VMHL13()
 210 {
 211   /* Free the cpu_action of the VM. */
 212   XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 213   xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 214 }
 215
 216 void VMHL13::updateState(tmgr_trace_event_t /*event_type*/, double /*value*/, double /*date*/) {
 217   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 218 }
 219
 220 bool VMHL13::isUsed() {
 221   THROW_IMPOSSIBLE;             /* This model does not implement parallel tasks */
 222   return -1;
 223 }
 224
 225 e_surf_resource_state_t VMHL13::getState()
 226 {
 227   return (e_surf_resource_state_t) p_currentState;
 228 }
 229
 230 void VMHL13::setState(e_surf_resource_state_t state)
 231 {
 232   p_currentState = (e_surf_vm_state_t) state;
 233 }
 234
 235 void VMHL13::suspend()
 236 {
 237   p_action->suspend();
 238   p_currentState = SURF_VM_STATE_SUSPENDED;
 239 }
 240
 241 void VMHL13::resume()
 242 {
 243   p_action->resume();
 244   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 245 }
 246
 247 void VMHL13::save()
 248 {
 249   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVING;
 250
 251   /* FIXME: do something here */
 252   p_action->suspend();
 253   p_currentState = SURF_VM_STATE_SAVED;
 254 }
 255
 256 void VMHL13::restore()
 257 {
 258   p_currentState = SURF_VM_STATE_RESTORING;
 259
 260   /* FIXME: do something here */
 261   p_action->resume();
 262   p_currentState = SURF_VM_STATE_RUNNING;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Update the physical host of the given VM
 267  */
 268 void VMHL13::migrate(surf_resource_t ind_dst_pm)
 269 {
 270    /* ind_dst_pm equals to smx_host_t */
 271    Host *ws_dst = static_cast<Host*>(surf_host_resource_priv(ind_dst_pm));
 272    const char *vm_name = getName();
 273    const char *pm_name_src = p_subWs->getName();
 274    const char *pm_name_dst = ws_dst->getName();
 275
 276    xbt_assert(ws_dst);
 277
 278    /* update net_elm with that of the destination physical host */
 279    RoutingEdge *old_net_elm = p_netElm;
 280    RoutingEdge *new_net_elm = new RoutingEdgeWrapper(sg_host_edge(sg_host_by_name(pm_name_dst)));
 281    xbt_assert(new_net_elm);
 282
 283    /* Unregister the current net_elm from host_lib. Do not call the free callback. */
 284    sg_host_edge_destroy(sg_host_by_name(vm_name), 0);
 285
 286    /* Then, resister the new one. */
 287    p_netElm = new_net_elm;
 288    sg_host_edge_set(sg_host_by_name(vm_name), p_netElm);
 289
 290    p_subWs = ws_dst;
 291
 292    /* Update vcpu's action for the new pm */
 293    {
 294      /* create a cpu action bound to the pm model at the destination. */
 295      CpuAction *new_cpu_action = static_cast<CpuAction*>(
 296                                             static_cast<Cpu*>(sg_host_surfcpu(ind_dst_pm))->execute(0));
 297
 298      e_surf_action_state_t state = p_action->getState();
 299      if (state != SURF_ACTION_DONE)
 300        XBT_CRITICAL("FIXME: may need a proper handling, %d", state);
 301      if (p_action->getRemainsNoUpdate() > 0)
 302        XBT_CRITICAL("FIXME: need copy the state(?), %f", p_action->getRemainsNoUpdate());
 303
 304      /* keep the bound value of the cpu action of the VM. */
 305      double old_bound = p_action->getBound();
 306      if (old_bound != 0) {
 307        XBT_DEBUG("migrate VM(%s): set bound (%f) at %s", vm_name, old_bound, pm_name_dst);
 308        new_cpu_action->setBound(old_bound);
 309      }
 310
 311      XBT_ATTRIB_UNUSED int ret = p_action->unref();
 312      xbt_assert(ret == 1, "Bug: some resource still remains");
 313
 314      p_action = new_cpu_action;
 315    }
 316
 317    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change net_elm (%p to %p)", vm_name, old_net_elm, new_net_elm);
 318    XBT_DEBUG("migrate VM(%s): change PM (%s to %s)", vm_name, pm_name_src, pm_name_dst);
 319    delete old_net_elm;
 320 }
 321
 322 void VMHL13::setBound(double bound){
 323  p_action->setBound(bound);
 324 }
 325
 326 void VMHL13::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask){
 327  p_action->setAffinity(cpu, mask);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * A surf level object will be useless in the upper layer. Returning the
 332  * dict_elm of the host.
 333  **/
 334 surf_resource_t VMHL13::getPm()
 335 {
 336   return xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, p_subWs->getName());
 337 }
 338
 339 /* Adding a task to a VM updates the VCPU task on its physical machine. */
 340 Action *VMHL13::execute(double size)
 341 {
 342   double old_cost = p_action->getCost();
 343   double new_cost = old_cost + size;
 344
 345   XBT_DEBUG("VM(%s)@PM(%s): update dummy action's cost (%f -> %f)",
 346       getName(), p_subWs->getName(),
 347       old_cost, new_cost);
 348
 349   p_action->setCost(new_cost);
 350
 351   return p_cpu->execute(size);
 352 }
 353
 354 Action *VMHL13::sleep(double duration) {
 355   return p_cpu->sleep(duration);
 356 }