net/ena: switch memcpy to optimized version
[dpdk.git] / doc / guides / sample_app_ug / vm_power_management.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3
4 Virtual Machine Power Management Application
5 ============================================
6
7 Applications running in virtual environments have an abstract view of
8 the underlying hardware on the host. Specifically, applications cannot
9 see the binding of virtual components to physical hardware. When looking
10 at CPU resourcing, the pinning of Virtual CPUs (vCPUs) to Physical CPUs
11 (pCPUs) on the host is not apparent to an application and this pinning
12 may change over time. In addition, operating systems on Virtual Machines
13 (VMs) do not have the ability to govern their own power policy. The
14 Machine Specific Registers (MSRs) for enabling P-state transitions are
15 not exposed to the operating systems running on the VMs.
16
17 The solution demonstrated in this sample application shows an example of
18 how a DPDK application can indicate its processing requirements using
19 VM-local only information (vCPU/lcore, and so on) to a host resident VM
20 Power Manager. The VM Power Manager is responsible for:
21
22 - **Accepting requests for frequency changes for a vCPU**
23 - **Translating the vCPU to a pCPU using libvirt**
24 - **Performing the change in frequency**
25
26 This application demonstrates the following features:
27
28 - **The handling of VM application requests to change frequency.**
29   VM applications can request frequency changes for a vCPU. The VM
30   Power Management Application uses libvirt to translate that
31   virtual CPU (vCPU) request to a physical CPU (pCPU) request and
32   performs the frequency change.
33
34 - **The acceptance of power management policies from VM applications.**
35   A VM application can send a policy to the host application. The
36   policy contains rules that define the power management behaviour
37   of the VM. The host application then applies the rules of the
38   policy independent of the VM application. For example, the
39   policy can contain time-of-day information for busy/quiet
40   periods, and the host application can scale up/down the relevant
41   cores when required. See :ref:`sending_policy` for information on
42   setting policy values.
43
44 - **Out-of-band monitoring of workloads using core hardware event counters.**
45   The host application can manage power for an application by looking
46   at the event counters of the cores and taking action based on the
47   branch miss/hit ratio. See :ref:`enabling_out_of_band`.
48
49   **Note**: This functionality also applies in non-virtualised environments.
50
51 In addition to the ``librte_power`` library used on the host, the
52 application uses a special version of ``librte_power`` on each VM, which
53 directs frequency changes and policies to the host monitor rather than
54 the APCI ``cpufreq`` ``sysfs`` interface used on the host in non-virtualised
55 environments.
56
57 .. _figure_vm_power_mgr_highlevel:
58
59 .. figure:: img/vm_power_mgr_highlevel.*
60
61    Highlevel Solution
62
63 In the above diagram, the DPDK Applications are shown running in
64 virtual machines, and the VM Power Monitor application is shown running
65 in the host.
66
67 **DPDK VM Application**
68
69 - Reuse ``librte_power`` interface, but uses an implementation that
70   forwards frequency requests to the host using a ``virtio-serial`` channel
71 - Each lcore has exclusive access to a single channel
72 - Sample application reuses ``l3fwd_power``
73 - A CLI for changing frequency from within a VM is also included
74
75 **VM Power Monitor**
76
77 - Accepts VM commands over ``virtio-serial`` endpoints, monitored
78   using ``epoll``
79 - Commands include the virtual core to be modified, using ``libvirt`` to get
80   the physical core mapping
81 - Uses ``librte_power`` to affect frequency changes using Linux userspace
82   power governor (``acpi_cpufreq`` OR ``intel_pstate`` driver)
83 - CLI: For adding VM channels to monitor, inspecting and changing channel
84   state, manually altering CPU frequency. Also allows for the changings
85   of vCPU to pCPU pinning
86
87 Sample Application Architecture Overview
88 ----------------------------------------
89
90 The VM power management solution employs ``qemu-kvm`` to provide
91 communications channels between the host and VMs in the form of a
92 ``virtio-serial`` connection that appears as a para-virtualised serial
93 device on a VM and can be configured to use various backends on the
94 host. For this example, the configuration of each ``virtio-serial`` endpoint
95 on the host as an ``AF_UNIX`` file socket, supporting poll/select and
96 ``epoll`` for event notification. In this example, each channel endpoint on
97 the host is monitored for ``EPOLLIN`` events using ``epoll``. Each channel
98 is specified as ``qemu-kvm`` arguments or as ``libvirt`` XML for each VM,
99 where each VM can have several channels up to a maximum of 64 per VM. In this
100 example, each DPDK lcore on a VM has exclusive access to a channel.
101
102 To enable frequency changes from within a VM, the VM forwards a
103 ``librte_power`` request over the ``virtio-serial`` channel to the host. Each
104 request contains the vCPU and power command (scale up/down/min/max). The
105 API for the host ``librte_power`` and guest ``librte_power`` is consistent
106 across environments, with the selection of VM or host implementation
107 determined automatically at runtime based on the environment. On
108 receiving a request, the host translates the vCPU to a pCPU using the
109 libvirt API before forwarding it to the host ``librte_power``.
110
111
112 .. _figure_vm_power_mgr_vm_request_seq:
113
114 .. figure:: img/vm_power_mgr_vm_request_seq.*
115
116 In addition to the ability to send power management requests to the
117 host, a VM can send a power management policy to the host. In some
118 cases, using a power management policy is a preferred option because it
119 can eliminate possible latency issues that can occur when sending power
120 management requests. Once the VM sends the policy to the host, the VM no
121 longer needs to worry about power management, because the host now
122 manages the power for the VM based on the policy. The policy can specify
123 power behavior that is based on incoming traffic rates or time-of-day
124 power adjustment (busy/quiet hour power adjustment for example). See
125 :ref:`sending_policy` for more information.
126
127 One method of power management is to sense how busy a core is when
128 processing packets and adjusting power accordingly. One technique for
129 doing this is to monitor the ratio of the branch miss to branch hits
130 counters and scale the core power accordingly. This technique is based
131 on the premise that when a core is not processing packets, the ratio of
132 branch misses to branch hits is very low, but when the core is
133 processing packets, it is measurably higher. The implementation of this
134 capability is as a policy of type ``BRANCH_RATIO``.
135 See :ref:`sending_policy` for more information on using the
136 BRANCH_RATIO policy option.
137
138 A JSON interface enables the specification of power management requests
139 and policies in JSON format. The JSON interfaces provide a more
140 convenient and more easily interpreted interface for the specification
141 of requests and policies. See :ref:`power_man_requests` for more information.
142
143 Performance Considerations
144 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
145
146 While the Haswell microarchitecture allows for independent power control
147 for each core, earlier microarchitectures do not offer such fine-grained
148 control. When deploying on pre-Haswell platforms, greater care must be
149 taken when selecting which cores are assigned to a VM, for example, a
150 core does not scale down in frequency until all of its siblings are
151 similarly scaled down.
152
153 Configuration
154 -------------
155
156 BIOS
157 ~~~~
158
159 To use the power management features of the DPDK, you must enable
160 Enhanced Intel SpeedStep® Technology in the platform BIOS. Otherwise,
161 the ``sys`` file folder ``/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq`` does not
162 exist, and you cannot use CPU frequency-based power management. Refer to the
163 relevant BIOS documentation to determine how to access these settings.
164
165 Host Operating System
166 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
167
168 The DPDK Power Management library can use either the ``acpi_cpufreq`` or
169 the ``intel_pstate`` kernel driver for the management of core frequencies. In
170 many cases, the ``intel_pstate`` driver is the default power management
171 environment.
172
173 Should the ``acpi-cpufreq driver`` be required, the ``intel_pstate``
174 module must be disabled, and the ``acpi-cpufreq`` module loaded in its place.
175
176 To disable the ``intel_pstate`` driver, add the following to the ``grub``
177 Linux command line:
178
179    ``intel_pstate=disable``
180
181 On reboot, load the ``acpi_cpufreq`` module:
182
183    ``modprobe acpi_cpufreq``
184
185 Hypervisor Channel Configuration
186 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
187
188 Configure ``virtio-serial`` channels using ``libvirt`` XML.
189 The XML structure is as follows: 
190
191 .. code-block:: XML
192
193    <name>{vm_name}</name>
194    <controller type='virtio-serial' index='0'>
195       <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0'/>
196    </controller>
197    <channel type='unix'>
198       <source mode='bind' path='/tmp/powermonitor/{vm_name}.{channel_num}'/>
199       <target type='virtio' name='virtio.serial.port.poweragent.{vm_channel_num}'/>
200       <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='{N}'/>
201    </channel>
202
203 Where a single controller of type ``virtio-serial`` is created, up to 32
204 channels can be associated with a single controller, and multiple
205 controllers can be specified. The convention is to use the name of the
206 VM in the host path ``{vm_name}`` and to increment ``{channel_num}`` for each
207 channel. Likewise, the port value ``{N}`` must be incremented for each
208 channel.
209
210 On the host, for each channel to appear in the path, ensure the creation
211 of the ``/tmp/powermonitor/`` directory and the assignment of ``qemu``
212 permissions:
213
214 .. code-block:: console
215
216    mkdir /tmp/powermonitor/
217    chown qemu:qemu /tmp/powermonitor
218
219 Note that files and directories in ``/tmp`` are generally removed when
220 rebooting the host and you may need to perform the previous steps after
221 each reboot.
222
223 The serial device as it appears on a VM is configured with the target
224 element attribute name and must be in the form:
225 ``virtio.serial.port.poweragent.{vm_channel_num}``, where
226 ``vm_channel_num`` is typically the lcore channel to be used in
227 DPDK VM applications.
228
229 Each channel on a VM is present at:
230
231 ``/dev/virtio-ports/virtio.serial.port.poweragent.{vm_channel_num}``
232
233 Compiling and Running the Host Application
234 ------------------------------------------
235
236 Compiling the Host Application
237 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
238
239 For information on compiling the DPDK and sample applications, see
240 see :doc:`compiling`.
241
242 The application is located in the ``vm_power_manager`` subdirectory.
243
244 To build just the ``vm_power_manager`` application using ``make``:
245
246 .. code-block:: console
247
248    cd dpdk/examples/vm_power_manager/
249    make
250
251 The resulting binary is ``dpdk/build/examples/vm_power_manager``.
252
253 To build just the ``vm_power_manager`` application using ``meson``/``ninja``:
254
255 .. code-block:: console
256
257    cd dpdk
258    meson build
259    cd build
260    ninja
261    meson configure -Dexamples=vm_power_manager
262    ninja
263
264 The resulting binary is ``dpdk/build/examples/dpdk-vm_power_manager``.
265
266 Running the Host Application
267 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
268
269 The application does not have any specific command line options other
270 than the EAL options:
271
272 .. code-block:: console
273
274    ./<build_dir>/examples/dpdk-vm_power_mgr [EAL options]
275
276 The application requires exactly two cores to run. One core for the CLI
277 and the other for the channel endpoint monitor. For example, to run on
278 cores 0 and 1 on a system with four memory channels, issue the command:
279
280 .. code-block:: console
281
282    ./<build_dir>/examples/dpdk-vm_power_mgr -l 0-1 -n 4
283
284 After successful initialization, the VM Power Manager CLI prompt appears:
285
286 .. code-block:: console
287
288    vm_power>
289
290 Now, it is possible to add virtual machines to the VM Power Manager:
291
292 .. code-block:: console
293
294    vm_power> add_vm {vm_name}
295
296 When a ``{vm_name}`` is specified with the ``add_vm`` command, a lookup is
297 performed with ``libvirt`` to ensure that the VM exists. ``{vm_name}`` is a
298 unique identifier to associate channels with a particular VM and for
299 executing operations on a VM within the CLI. VMs do not have to be
300 running to add them.
301
302 It is possible to issue several commands from the CLI to manage VMs.
303
304 Remove the virtual machine identified by ``{vm_name}`` from the VM Power
305 Manager using the command:
306
307 .. code-block:: console
308
309    rm_vm {vm_name}
310
311 Add communication channels for the specified VM using the following
312 command. The ``virtio`` channels must be enabled in the VM configuration
313 (``qemu/libvirt``) and the associated VM must be active. ``{list}`` is a
314 comma-separated list of channel numbers to add. Specifying the keyword
315 ``all`` attempts to add all channels for the VM:
316
317 .. code-block:: console
318
319    set_pcpu {vm_name} {vcpu} {pcpu}
320
321   Enable query of physical core information from a VM:
322
323 .. code-block:: console
324
325    set_query {vm_name} enable|disable
326
327 Manual control and inspection can also be carried in relation CPU frequency scaling:
328
329   Get the current frequency for each core specified in the mask:
330
331 .. code-block:: console
332
333    show_cpu_freq_mask {mask}
334
335   Set the current frequency for the cores specified in {core_mask} by scaling each up/down/min/max:
336
337 .. code-block:: console
338
339    add_channels {vm_name} {list}|all
340
341 Enable or disable the communication channels in ``{list}`` (comma-separated)
342 for the specified VM. Alternatively, replace ``list`` with the keyword
343 ``all``. Disabled channels receive packets on the host. However, the commands
344 they specify are ignored. Set the status to enabled to begin processing
345 requests again:
346
347 .. code-block:: console
348
349    set_channel_status {vm_name} {list}|all enabled|disabled
350
351 Print to the CLI information on the specified VM. The information lists
352 the number of vCPUs, the pinning to pCPU(s) as a bit mask, along with
353 any communication channels associated with each VM, and the status of
354 each channel:
355
356 .. code-block:: console
357
358    show_vm {vm_name}
359
360 Set the binding of a virtual CPU on a VM with name ``{vm_name}`` to the
361 physical CPU mask:
362
363 .. code-block:: console
364
365    set_pcpu_mask {vm_name} {vcpu} {pcpu}
366
367 Set the binding of the virtual CPU on the VM to the physical CPU:
368  
369   .. code-block:: console
370
371    set_pcpu {vm_name} {vcpu} {pcpu}
372
373 It is also possible to perform manual control and inspection in relation
374 to CPU frequency scaling.
375
376 Get the current frequency for each core specified in the mask:
377
378 .. code-block:: console
379
380    show_cpu_freq_mask {mask}
381
382 Set the current frequency for the cores specified in ``{core_mask}`` by
383 scaling each up/down/min/max:
384
385 .. code-block:: console
386
387    set_cpu_freq {core_mask} up|down|min|max
388
389 Get the current frequency for the specified core:
390
391 .. code-block:: console
392
393    show_cpu_freq {core_num}
394
395 Set the current frequency for the specified core by scaling up/down/min/max:
396
397 .. code-block:: console
398
399    set_cpu_freq {core_num} up|down|min|max
400
401 .. _enabling_out_of_band:
402
403 Command Line Options for Enabling Out-of-band Branch Ratio Monitoring
404 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
405
406 There are a couple of command line parameters for enabling the out-of-band
407 monitoring of branch ratios on cores doing busy polling using PMDs as
408 described below:
409
410 ``--core-branch-ratio {list of cores}:{branch ratio for listed cores}``
411    Specify the list of cores to monitor the ratio of branch misses
412    to branch hits.  A tightly-polling PMD thread has a very low
413    branch ratio, therefore the core frequency scales down to the
414    minimum allowed value. On receiving packets, the code path changes,
415    causing the branch ratio to increase. When the ratio goes above
416    the ratio threshold, the core frequency scales up to the maximum
417    allowed value. The specified branch-ratio is a floating point number
418    that identifies the threshold at which to scale up or down for the
419    elements of the core-list. If not included the default branch ratio of
420    0.01 but will need adjustment for different workloads
421
422    This parameter can be used multiple times for different sets of cores.
423    The branch ratio mechanism can also be useful for non-PMD cores and
424    hyper-threaded environments where C-States are disabled.
425
426
427 Compiling and Running the Guest Applications
428 --------------------------------------------
429
430 It is possible to use the ``l3fwd-power`` application (for example) with the
431 ``vm_power_manager``.
432
433 The distribution also provides a guest CLI for validating the setup.
434
435 For both ``l3fwd-power`` and the guest CLI, the host application must use
436 the ``add_channels`` command to monitor the channels for the VM. To do this,
437 issue the following commands in the host application:
438
439 .. code-block:: console
440
441    vm_power> add_vm vmname
442    vm_power> add_channels vmname all
443    vm_power> set_channel_status vmname all enabled
444    vm_power> show_vm vmname
445
446 Compiling the Guest Application
447 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
448
449 For information on compiling DPDK and the sample applications in general,
450 see :doc:`compiling`.
451
452 For compiling and running the ``l3fwd-power`` sample application, see
453 :doc:`l3_forward_power_man`.
454
455 The application is in the ``guest_cli`` subdirectory under ``vm_power_manager``.
456
457 To build just the ``guest_vm_power_manager`` application using ``make``, issue
458 the following commands:
459
460 .. code-block:: console
461
462    cd dpdk/examples/vm_power_manager/guest_cli/
463    make
464
465 The resulting binary is ``dpdk/build/examples/guest_cli``.
466
467 **Note**: This sample application conditionally links in the Jansson JSON
468 library. Consequently, if you are using a multilib or cross-compile
469 environment, you may need to set the ``PKG_CONFIG_LIBDIR`` environmental
470 variable to point to the relevant ``pkgconfig`` folder so that the correct
471 library is linked in.
472
473 For example, if you are building for a 32-bit target, you could find the
474 correct directory using the following find command:
475
476 .. code-block:: console
477
478    # find /usr -type d -name pkgconfig
479    /usr/lib/i386-linux-gnu/pkgconfig
480    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/pkgconfig
481
482 Then use:
483
484 .. code-block:: console
485
486    export PKG_CONFIG_LIBDIR=/usr/lib/i386-linux-gnu/pkgconfig
487
488 You then use the ``make`` command as normal, which should find the 32-bit
489 version of the library, if it installed. If not, the application builds
490 without the JSON interface functionality.
491
492 To build just the ``vm_power_manager`` application using ``meson``/``ninja``:
493
494 .. code-block:: console
495
496    cd dpdk
497    meson build
498    cd build
499    ninja
500    meson configure -Dexamples=vm_power_manager/guest_cli
501    ninja
502
503 The resulting binary is ``dpdk/build/examples/guest_cli``.
504
505 Running the Guest Application
506 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
507
508 The standard EAL command line parameters are necessary:
509
510 .. code-block:: console
511
512    ./<build_dir>/examples/dpdk-vm_power_mgr [EAL options] -- [guest options]
513
514 The guest example uses a channel for each lcore enabled. For example, to
515 run on cores 0, 1, 2 and 3:
516
517 .. code-block:: console
518
519    ./<build_dir>/examples/dpdk-guest_vm_power_mgr -l 0-3
520
521 .. _sending_policy:
522
523 Command Line Options Available When Sending a Policy to the Host
524 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
525
526 Optionally, there are several command line options for a user who needs
527 to send a power policy to the host application:
528
529 ``--vm-name {name of guest vm}``
530    Allows the user to change the virtual machine name
531    passed down to the host application using the power policy.
532    The default is ubuntu2.
533
534 ``--vcpu-list {list vm cores}``
535    A comma-separated list of cores in the VM that the user
536    wants the host application to monitor.
537    The list of cores in any VM starts at zero,
538    and the host application maps these to the physical cores
539    once the policy passes down to the host.
540    Valid syntax includes individual cores 2,3,4,
541    a range of cores 2-4, or a combination of both 1,3,5-7.
542
543 ``--busy-hours {list of busy hours}``
544    A comma-separated list of hours in which to set the core
545    frequency to the maximum.
546    Valid syntax includes individual hours 2,3,4,
547    a range of hours 2-4, or a combination of both 1,3,5-7.
548    Valid hour values are 0 to 23.
549
550 ``--quiet-hours {list of quiet hours}``
551    A comma-separated list of hours in which to set the core frequency
552    to minimum. Valid syntax includes individual hours 2,3,4,
553    a range of hours 2-4, or a combination of both 1,3,5-7.
554    Valid hour values are 0 to 23.
555
556 ``--policy {policy type}``
557    The type of policy. This can be one of the following values:
558
559    - TRAFFIC - Based on incoming traffic rates on the NIC.
560    - TIME - Uses a busy/quiet hours policy.
561    - BRANCH_RATIO - Uses branch ratio counters to determine core busyness.
562    - WORKLOAD - Sets the frequency to low, medium or high
563      based on the received policy setting.
564
565    **Note**: Not all policy types need all parameters.
566    For example, BRANCH_RATIO only needs the vcpu-list parameter.
567
568 After successful initialization, the VM Power Manager Guest CLI prompt
569 appears:
570
571 .. code-block:: console
572
573    vm_power(guest)>
574
575 To change the frequency of an lcore, use a ``set_cpu_freq`` command similar
576 to the following:
577
578 .. code-block:: console
579
580    set_cpu_freq {core_num} up|down|min|max
581
582 where, ``{core_num}`` is the lcore and channel to change frequency by
583 scaling up/down/min/max.
584
585 To start an application, configure the power policy, and send it to the
586 host, use a command like the following:
587
588 .. code-block:: console
589
590    ./<build_dir>/examples/dpdk-guest_vm_power_mgr -l 0-3 -n 4 -- --vm-name=ubuntu --policy=BRANCH_RATIO --vcpu-list=2-4
591
592 Once the VM Power Manager Guest CLI appears, issuing the 'send_policy now' command
593 will send the policy to the host:
594
595 .. code-block:: console
596
597   send_policy now
598
599 Once the policy is sent to the host, the host application takes over the power monitoring
600 of the specified cores in the policy.
601
602 .. _power_man_requests:
603
604 JSON Interface for Power Management Requests and Policies
605 ---------------------------------------------------------
606
607 In addition to the command line interface for the host command, and a
608 ``virtio-serial`` interface for VM power policies, there is also a JSON
609 interface through which power commands and policies can be sent.
610
611 **Note**: This functionality adds a dependency on the Jansson library.
612 Install the Jansson development package on the system to avail of the
613 JSON parsing functionality in the app. Issue the ``apt-get install
614 libjansson-dev`` command to install the development package. The command
615 and package name may be different depending on your operating system. It
616 is worth noting that the app builds successfully if this package is not
617 present, but a warning displays during compilation, and the JSON parsing
618 functionality is not present in the app.
619
620 Send a request or policy to the VM Power Manager by simply opening a
621 fifo file at ``/tmp/powermonitor/fifo``, writing a JSON string to that file,
622 and closing the file.
623
624 The JSON string can be a power management request or a policy, and takes
625 the following format:
626
627 .. code-block:: javascript
628
629    {"packet_type": {
630    "pair_1": value,
631    "pair_2": value
632    }}
633
634 The ``packet_type`` header can contain one of two values, depending on
635 whether a power management request or policy is being sent. The two
636 possible values are ``instruction`` and ``policy`` and the expected name-value
637 pairs are different depending on which type is sent.
638
639 The pairs are in the format of standard JSON name-value pairs. The value
640 type varies between the different name-value pairs, and may be integers,
641 strings, arrays, and so on. See :ref:`json_interface_ex`
642 for examples of policies and instructions and
643 :ref:`json_name_value_pair` for the supported names and value types.
644
645 .. _json_interface_ex:
646
647 JSON Interface Examples
648 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
649
650 The following is an example JSON string that creates a time-profile
651 policy.
652
653 .. code-block:: JSON
654
655    {"policy": {
656    "name": "ubuntu",
657    "command": "create",
658    "policy_type": "TIME",
659    "busy_hours":[ 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ],
660    "quiet_hours":[ 2, 3, 4, 5, 6 ],
661    "core_list":[ 11 ]
662    }}
663
664 The following is an example JSON string that removes the named policy.
665
666 .. code-block:: JSON
667
668    {"policy": {
669    "name": "ubuntu",
670    "command": "destroy",
671    }}
672
673 The following is an example JSON string for a power management request.
674
675 .. code-block:: JSON
676
677    {"instruction": {
678    "name": "ubuntu",
679    "command": "power",
680    "unit": "SCALE_MAX",
681    "resource_id": 10
682    }}
683
684 To query the available frequences of an lcore, use the query_cpu_freq command.
685 Where {core_num} is the lcore to query.
686 Before using this command, please enable responses via the set_query command on the host.
687
688 .. code-block:: console
689
690   query_cpu_freq {core_num}|all
691
692 To query the capabilities of an lcore, use the query_cpu_caps command.
693 Where {core_num} is the lcore to query.
694 Before using this command, please enable responses via the set_query command on the host.
695
696 .. code-block:: console
697
698   query_cpu_caps {core_num}|all
699
700 To start the application and configure the power policy, and send it to the host:
701
702 .. code-block:: console
703
704  ./<build_dir>/examples/dpdk-guest_vm_power_mgr -l 0-3 -n 4 -- --vm-name=ubuntu --policy=BRANCH_RATIO --vcpu-list=2-4
705
706 Once the VM Power Manager Guest CLI appears, issuing the 'send_policy now' command
707 will send the policy to the host:
708
709 .. code-block:: console
710
711   send_policy now
712
713 Once the policy is sent to the host, the host application takes over the power monitoring
714 of the specified cores in the policy.
715
716 .. _json_name_value_pair:
717
718 JSON Name-value Pairs
719 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
720
721 The following are the name-value pairs supported by the JSON interface:
722
723 -  `avg_packet_thresh`_
724 -  `busy_hours`_
725 -  `command`_
726 -  `core_list`_
727 -  `mac_list`_
728 -  `max_packet_thresh`_
729 -  `name`_
730 -  `policy_type`_
731 -  `quiet_hours`_
732 -  `resource_id`_
733 -  `unit`_
734 -  `workload`_
735
736 avg_packet_thresh
737 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
738
739 Description
740    The threshold below which the frequency is set to the minimum value
741    for the TRAFFIC policy.
742    If the traffic rate is above this value and below the maximum value,
743    the frequency is set to medium.
744 Type
745    integer
746 Values
747    The number of packets below which the TRAFFIC policy applies
748    the minimum frequency, or the medium frequency
749    if between the average and maximum thresholds.
750 Required
751    Yes
752 Example
753    ``"avg_packet_thresh": 100000``
754
755 busy_hours
756 ^^^^^^^^^^
757
758 Description
759    The hours of the day in which we scale up the cores for busy times.
760 Type
761    array of integers
762 Values
763    An array with a list of hour values (0-23).
764 Required
765    For the TIME policy only.
766 Example
767    ``"busy_hours":[ 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ]``
768
769 command
770 ^^^^^^^
771
772 Description
773    The type of packet to send to the VM Power Manager.
774    It is possible to create or destroy a policy or send a direct command
775    to adjust the frequency of a core,
776    as is possible on the command line interface.
777 Type
778    string
779 Values
780    Possible values are:
781    - CREATE: Create a new policy.
782    - DESTROY: Remove an existing policy.
783    - POWER: Send an immediate command, max, min, and so on.
784 Required
785    Yes
786 Example
787    ``"command": "CREATE"``
788
789 core_list
790 ^^^^^^^^^
791
792 Description
793    The cores to which to apply a policy.
794 Type
795    array of integers
796 Values
797    An array with a list of virtual CPUs.
798 Required
799    For CREATE/DESTROY policy requests only.
800 Example
801    ``"core_list":[ 10, 11 ]``
802
803 mac_list
804 ^^^^^^^^
805
806 Description
807    When the policy is of type TRAFFIC,
808    it is necessary to specify the MAC addresses that the host must monitor.
809 Type
810    array of strings
811 Values
812    An array with a list of MAC address strings.
813 Required
814    For TRAFFIC policy types only.
815 Example
816    ``"mac_list":[ "de:ad:be:ef:01:01","de:ad:be:ef:01:02" ]``
817
818 max_packet_thresh
819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
820
821 Description
822    In a policy of type TRAFFIC,
823    the threshold value above which the frequency is set to a maximum.
824 Type
825    integer
826 Values
827    The number of packets per interval above which
828    the TRAFFIC policy applies the maximum frequency.
829 Required
830    For the TRAFFIC policy only.
831 Example
832    ``"max_packet_thresh": 500000``
833
834 name
835 ^^^^
836
837 Description
838    The name of the VM or host.
839    Allows the parser to associate the policy with the relevant VM or host OS.
840 Type
841    string
842 Values
843    Any valid string.
844 Required
845    Yes
846 Example
847    ``"name": "ubuntu2"``
848
849 policy_type
850 ^^^^^^^^^^^
851
852 Description
853    The type of policy to apply.
854    See the ``--policy`` option description for more information.
855 Type
856    string
857 Values
858    Possible values are:
859
860    - TIME: Time-of-day policy.
861      Scale the frequencies of the relevant cores up/down
862      depending on busy and quiet hours.
863    - TRAFFIC: Use statistics from the NIC and scale up and down accordingly.
864    - WORKLOAD: Determine how heavily loaded the cores are
865      and scale up and down accordingly.
866    - BRANCH_RATIO: An out-of-band policy that looks at the ratio
867      between branch hits and misses on a core
868      and uses that information to determine how much packet processing
869      a core is doing.
870
871 Required
872    For ``CREATE`` and ``DESTROY`` policy requests only.
873 Example
874    ``"policy_type": "TIME"``
875
876 quiet_hours
877 ^^^^^^^^^^^
878
879 Description
880    The hours of the day to scale down the cores for quiet times.
881 Type
882    array of integers
883 Values
884    An array with a list of hour numbers with values in the range 0 to 23.
885 Required
886    For the TIME policy only.
887 Example
888    ``"quiet_hours":[ 2, 3, 4, 5, 6 ]``
889
890 resource_id
891 ^^^^^^^^^^^
892
893 Description
894    The core to which to apply a power command.
895 Type
896    integer
897 Values
898    A valid core ID for the VM or host OS.
899 Required
900    For the ``POWER`` instruction only.
901 Example
902    ``"resource_id": 10``
903
904 unit
905 ^^^^
906
907 Description
908    The type of power operation to apply in the command.
909 Type
910    string
911 Values
912    - SCALE_MAX: Scale the frequency of this core to the maximum.
913    - SCALE_MIN: Scale the frequency of this core to the minimum.
914    - SCALE_UP: Scale up the frequency of this core.
915    - SCALE_DOWN: Scale down the frequency of this core.
916    - ENABLE_TURBO: Enable Intel® Turbo Boost Technology for this core.
917    - DISABLE_TURBO: Disable Intel® Turbo Boost Technology for this core.
918 Required
919    For the ``POWER`` instruction only.
920 Example
921    ``"unit": "SCALE_MAX"``
922
923 workload
924 ^^^^^^^^
925
926 Description
927    In a policy of type WORKLOAD,
928    it is necessary to specify how heavy the workload is.
929 Type
930    string
931 Values
932    - HIGH: Scale the frequency of this core to maximum.
933    - MEDIUM: Scale the frequency of this core to minimum.
934    - LOW: Scale up the frequency of this core.
935 Required
936    For the ``WORKLOAD`` policy only.
937 Example
938    ``"workload": "MEDIUM"``