Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
0c99ccf01f9fbb76bf7dcf793b6612056db9b35d
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.c
1 /* Copyright (c) 2012. The SimGrid Team. All rights reserved.               */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 // QUESTIONS:
7 // 1./ check how and where a new VM is added to the list of the hosts
8 // 2./ Diff between SIMIX_Actions and SURF_Actions
9 // => SIMIX_actions : point synchro entre processus de niveau (theoretically speaking I do not have to create such SIMIX_ACTION
10 // =>  Surf_Actions
11
12 // TODO
13 //      MSG_TRACE can be revisited in order to use  the host
14 //      To implement a mixed model between workstation and vm_workstation,
15 //     please give a look at surf_model_private_t model_private at SURF Level and to the share resource functions
16 //     double (*share_resources) (double now);
17 //      For the action into the vm workstation model, we should be able to leverage the usual one (and if needed, look at
18 //              the workstation model.
19
20 #include "msg_private.h"
21 #include "xbt/sysdep.h"
22 #include "xbt/log.h"
23
24 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg,
25                                 "Cloud-oriented parts of the MSG API");
26
27
28 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
29
30 /** \ingroup m_vm_management
31  * \brief Returns the value of a given vm property
32  *
33  * \param vm a vm
34  * \param name a property name
35  * \return value of a property (or NULL if property not set)
36  */
37
38 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
39 {
40   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
41 }
42
43 /** \ingroup m_vm_management
44  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
45  *
46  * \param vm a vm
47  * \return a dict containing the properties
48  */
49 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
50 {
51   xbt_assert((vm != NULL), "Invalid parameters (vm is NULL)");
52
53   return (simcall_host_get_properties(vm));
54 }
55
56 /** \ingroup m_host_management
57  * \brief Change the value of a given host property
58  *
59  * \param host a host
60  * \param name a property name
61  * \param value what to change the property to
62  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
63  */
64 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
65 {
66   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
67 }
68
69 /** \ingroup msg_vm_management
70  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
71  *
72  * This is a name directory service
73  * \param name the name of a vm.
74  * \return the corresponding vm
75  *
76  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name
77  * for each VM/PM.
78  */
79
80 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
81 {
82         return MSG_get_host_by_name(name);
83 }
84
85 /** \ingroup m_vm_management
86  *
87  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
88  *
89  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return
90    its name.
91  */
92 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
93 {
94   return MSG_host_get_name(vm);
95 }
96
97
98 /* **** Check state of a VM **** */
99 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
100 {
101   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
102 }
103
104 /** @brief Returns whether the given VM has just reated, not running.
105  *  @ingroup msg_VMs
106  */
107 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
108 {
109   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
110 }
111
112 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
113  *  @ingroup msg_VMs
114  */
115 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
116 {
117   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
118 }
119
120 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
121  *  @ingroup msg_VMs
122  */
123 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
124 {
125   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_MIGRATING);
126 }
127
128 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
129  *  @ingroup msg_VMs
130  */
131 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
132 {
133   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
134 }
135
136 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
137  *  @ingroup msg_VMs
138  */
139 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
140 {
141   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
142 }
143
144 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
145  *  @ingroup msg_VMs
146  */
147 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
148 {
149   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
150 }
151
152 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
153  *  @ingroup msg_VMs
154  */
155 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
156 {
157   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
158 }
159
160
161
162 /* ------------------------------------------------------------------------- */
163 /* ------------------------------------------------------------------------- */
164
165 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
166
167 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
168  *  @ingroup msg_VMs*
169  *  All parameters are in MBytes
170  *
171  */
172 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t ind_pm, const char *name, int ncpus, long ramsize,
173                                              long net_cap, char *disk_path, long disksize,
174                                                  long dp_rate, long mig_netspeed)
175 {
176         msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(ind_pm, name);
177         s_ws_params_t params;
178         memset(&params, 0, sizeof(params));
179         params.ramsize = 1L * 1024 * 1024 * ramsize;
180         //params.overcommit = 0;
181         params.devsize = 0;
182         params.skip_stage2 = 0;
183         params.max_downtime = 0.03;
184         params.dp_rate = 1L * 1024 * 1024 * dp_rate;
185         params.dp_cap = params.ramsize / 0.9; // working set memory is 90%
186         params.mig_speed = 1L * 1024 * 1024 * mig_netspeed; // mig_speed
187
188         simcall_host_set_params(vm, &params);
189
190         return vm;
191 }
192
193
194 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
195  *  @ingroup msg_VMs*
196  *
197  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
198  */
199 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
200 {
201   /* make sure the VM of the same name does not exit */
202   {
203     void *ind_host_tmp = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, name);
204     if (ind_host_tmp) {
205       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
206       return NULL;
207     }
208   }
209
210   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
211   msg_vm_t ind_vm = NULL;
212   void *ind_vm_workstation =  NULL;
213
214   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
215   ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
216   ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
217
218   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
219
220   #ifdef HAVE_TRACING
221   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
222   #endif
223
224   return ind_vm;
225 }
226
227 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
228  *  @ingroup msg_VMs
229  */
230 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
231 {
232   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
233   if (MSG_vm_is_running(vm))
234       simcall_vm_shutdown(vm);
235
236   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
237     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
238     DIE_IMPOSSIBLE;
239   }
240
241   /* Then, destroy the VM object */
242   simcall_vm_destroy(vm);
243
244   __MSG_host_destroy(vm);
245
246   #ifdef HAVE_TRACING
247   TRACE_msg_vm_end(vm);
248   #endif
249 }
250
251
252 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
253  *  @ingroup msg_VMs
254  *
255  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
256  *
257  */
258 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
259 {
260   simcall_vm_start(vm);
261
262   #ifdef HAVE_TRACING
263   TRACE_msg_vm_start(vm);
264   #endif
265 }
266
267
268
269 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
270  *  @ingroup msg_VMs
271  *
272  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to
273  * use a #MSG_process_sleep() or something. I'm not quite sure.
274  */
275 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
276 {
277   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
278   simcall_vm_shutdown(vm);
279
280   // #ifdef HAVE_TRACING
281   // TRACE_msg_vm_(vm);
282   // #endif
283 }
284
285
286
287 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
288  * source and destiantion PMs. mbox_ctl is used to detect the completion of a
289  * migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
290 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
291 {
292   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
293 }
294
295 static inline char *get_mig_mbox_ctl(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
296 {
297   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
298 }
299
300 static inline char *get_mig_process_tx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
301 {
302   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
303 }
304
305 static inline char *get_mig_process_rx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
306 {
307   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
308 }
309
310 static inline char *get_mig_task_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name, int stage)
311 {
312   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
313 }
314
315 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio);
316
317 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
318 {
319   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
320
321   xbt_assert(argc == 4);
322   const char *vm_name = argv[1];
323   const char *src_pm_name  = argv[2];
324   const char *dst_pm_name  = argv[3];
325   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
326   msg_vm_t dst_pm = MSG_get_host_by_name(dst_pm_name);
327
328
329   s_ws_params_t params;
330   simcall_host_get_params(vm, &params);
331   const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
332
333
334   int need_exit = 0;
335
336   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
337   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
338   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 3);
339
340   for (;;) {
341     msg_task_t task = NULL;
342     MSG_task_recv(&task, mbox);
343     {
344       double received = MSG_task_get_data_size(task);
345       /* TODO: clean up */
346       // const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
347       launch_deferred_exec_process(vm, received * xfer_cpu_overhead, 1);
348     }
349
350     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
351       need_exit = 1;
352
353     MSG_task_destroy(task);
354
355     if (need_exit)
356       break;
357   }
358
359
360   simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
361   simcall_vm_resume(vm);
362
363   {
364     char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 4);
365
366     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
367     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox_ctl);
368     xbt_assert(ret == MSG_OK);
369
370     xbt_free(task_name);
371   }
372
373
374   xbt_free(mbox);
375   xbt_free(mbox_ctl);
376   xbt_free(finalize_task_name);
377
378   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
379
380   return 0;
381 }
382
383 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
384 {
385   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
386
387   char *key = NULL;
388   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
389   dirty_page_t dp = NULL;
390   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
391     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
392     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
393     dp->prev_remaining = remaining;
394
395     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
396   }
397 }
398
399 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
400 {
401   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
402   priv->dp_enabled = 1;
403
404   reset_dirty_pages(vm);
405 }
406
407 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
408 {
409   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
410   priv->dp_enabled = 0;
411 }
412
413 #if 0
414 /* It might be natural that we define dp_rate for each task. But, we will also
415  * have to care about how each task behavior affects the memory update behavior
416  * at the operating system level. It may not be easy to model it with a simple algorithm. */
417 double calc_updated_pages(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
418 {
419     double computed = dp->prev_remaining - remaining;
420     double duration = clock - dp->prev_clock;
421     double updated = dp->task->dp_rate * computed;
422
423     XBT_INFO("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
424         key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
425     XBT_INFO("%s@%s: updated %f bytes, %f Mbytes/s",
426         key, sg_host_name(vm), updated, updated / duration / 1000 / 1000);
427
428     return updated;
429 }
430 #endif
431
432 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
433 {
434   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
435   double duration = clock - dp->prev_clock;
436
437   XBT_DEBUG("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
438       key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
439
440   return computed;
441 }
442
443 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
444 {
445   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
446   double total = 0;
447
448   char *key = NULL;
449   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
450   dirty_page_t dp = NULL;
451   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
452     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
453     double clock = MSG_get_clock();
454
455     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
456     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
457
458     dp->prev_remaining = remaining;
459     dp->prev_clock = clock;
460   }
461
462   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
463
464   XBT_INFO("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
465       stage_for_fancy_debug,
466       stage2_round_for_fancy_debug,
467       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
468
469
470
471   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
472
473
474   return total;
475 }
476
477 // TODO Is this code redundant with the information provided by
478 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
479 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
480 {
481   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
482   double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
483   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
484
485   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
486   dp->task = task;
487
488   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
489   if (priv->dp_enabled) {
490     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
491     dp->prev_remaining = remaining;
492   }
493
494   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
495   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
496   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
497
498   xbt_free(key);
499 }
500
501 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
502 {
503   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
504
505   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
506
507   dirty_page_t dp = xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
508   xbt_assert(dp->task == task);
509
510   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
511    * computaion has been done until now, and keep the information for the
512    * lookup_() function that will called soon. */
513   if (priv->dp_enabled) {
514     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
515     double clock = MSG_get_clock();
516     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
517     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
518
519     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
520   }
521
522   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
523   xbt_free(dp);
524
525   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_name(host));
526
527   xbt_free(key);
528 }
529
530
531 static int deferred_exec_fun(int argc, char *argv[])
532 {
533   xbt_assert(argc == 3);
534   const char *comp_str = argv[1];
535   double computaion = atof(comp_str);
536   const char *prio_str = argv[2];
537   double prio = atof(prio_str);
538
539   msg_task_t task = MSG_task_create("__task_deferred", computaion, 0, NULL);
540   // XBT_INFO("exec deferred %f", computaion);
541
542   /* dpt is the results of the VM activity */
543   MSG_task_set_priority(task, prio);
544   MSG_task_execute(task);
545
546
547
548   MSG_task_destroy(task);
549
550   return 0;
551 }
552
553 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio)
554 {
555   char *pr_name = bprintf("__pr_deferred_exec_%s", MSG_host_get_name(host));
556
557   int nargvs = 4;
558   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
559   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
560   argv[1] = bprintf("%lf", computation);
561   argv[2] = bprintf("%lf", prio);
562   argv[3] = NULL;
563
564   MSG_process_create_with_arguments(pr_name, deferred_exec_fun, NULL, host, nargvs - 1, argv);
565
566   xbt_free(pr_name);
567 }
568
569
570 static int task_tx_overhead_fun(int argc, char *argv[])
571 {
572   xbt_assert(argc == 2);
573   const char *mbox = argv[1];
574
575   int need_exit = 0;
576
577   // XBT_INFO("start %s", mbox);
578
579   for (;;) {
580     msg_task_t task = NULL;
581     MSG_task_recv(&task, mbox);
582
583     // XBT_INFO("task->name %s", task->name);
584
585     if (strcmp(task->name, "finalize_making_overhead") == 0)
586       need_exit = 1;
587
588     // XBT_INFO("exec");
589     // MSG_task_set_priority(task, 1000000);
590     MSG_task_execute(task);
591     MSG_task_destroy(task);
592
593     if (need_exit)
594       break;
595   }
596
597   // XBT_INFO("bye");
598
599   return 0;
600 }
601
602 static void start_overhead_process(msg_task_t comm_task)
603 {
604   char *pr_name = bprintf("__pr_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
605   char *mbox    = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
606
607   int nargvs = 3;
608   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
609   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
610   argv[1] = xbt_strdup(mbox);
611   argv[2] = NULL;
612
613   // XBT_INFO("micro start: mbox %s", mbox);
614   MSG_process_create_with_arguments(pr_name, task_tx_overhead_fun, NULL, MSG_host_self(), nargvs - 1, argv);
615
616   xbt_free(pr_name);
617   xbt_free(mbox);
618 }
619
620 static void shutdown_overhead_process(msg_task_t comm_task)
621 {
622   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
623
624   msg_task_t task = MSG_task_create("finalize_making_overhead", 0, 0, NULL);
625
626   // XBT_INFO("micro shutdown: mbox %s", mbox);
627   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
628   xbt_assert(ret == MSG_OK);
629
630   xbt_free(mbox);
631   // XBT_INFO("shutdown done");
632 }
633
634 static void request_overhead(msg_task_t comm_task, double computation)
635 {
636   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
637
638   msg_task_t task = MSG_task_create("micro", computation, 0, NULL);
639
640   // XBT_INFO("req overhead");
641   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
642   xbt_assert(ret == MSG_OK);
643
644   xbt_free(mbox);
645 }
646
647 /* alpha is (floating_operations / bytes).
648  *
649  * When actual migration traffic was 32 mbytes/s, we observed the CPU
650  * utilization of the main thread of the Qemu process was 10 %. 
651  *   alpha = 0.1 * C / (32 * 1024 * 1024)
652  * where the CPU capacity of the PM is C flops/s.
653  *
654  * */
655 static void task_send_bounded_with_cpu_overhead(msg_task_t comm_task, char *mbox, double mig_speed, double alpha)
656 {
657   const double chunk_size = 1024 * 1024 * 10;
658   double remaining = MSG_task_get_data_size(comm_task);
659
660   start_overhead_process(comm_task);
661
662
663   while (remaining > 0) {
664     double data_size = chunk_size;
665     if (remaining < chunk_size)
666       data_size = remaining;
667
668     remaining -= data_size;
669
670     // XBT_INFO("remaining %f bytes", remaining);
671
672
673     double clock_sta = MSG_get_clock();
674
675     /* create a micro task */
676     {
677       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
678       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, 0, data_size, NULL);
679
680       request_overhead(comm_task, data_size * alpha);
681
682       msg_error_t ret = MSG_task_send(mtask, mbox);
683       xbt_assert(ret == MSG_OK);
684
685       xbt_free(mtask_name);
686     }
687
688 #if 0
689     {
690       /* In the real world, sending data involves small CPU computation. */
691       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
692       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, data_size * alpha, data_size, NULL);
693       MSG_task_execute(mtask);
694       MSG_task_destroy(mtask);
695       xbt_free(mtask_name);
696     }
697 #endif
698    
699     /* TODO */
700
701     double clock_end = MSG_get_clock();
702
703
704     if (mig_speed > 0) {
705       /*
706        * (max bandwidth) > data_size / ((elapsed time) + time_to_sleep)
707        *
708        * Thus, we get
709        *   time_to_sleep > data_size / (max bandwidth) - (elapsed time)
710        *
711        * If time_to_sleep is smaller than zero, the elapsed time was too big. We
712        * do not need a micro sleep.
713        **/
714       double time_to_sleep = data_size / mig_speed - (clock_end - clock_sta);
715       if (time_to_sleep > 0)
716         MSG_process_sleep(time_to_sleep);
717
718
719       //XBT_INFO("duration %f", clock_end - clock_sta);
720       //XBT_INFO("time_to_sleep %f", time_to_sleep);
721     }
722   }
723
724   // XBT_INFO("%s", MSG_task_get_name(comm_task));
725   shutdown_overhead_process(comm_task);
726
727 }
728
729
730 #if 0
731 static void make_cpu_overhead_of_data_transfer(msg_task_t comm_task, double init_comm_size)
732 {
733   double prev_remaining = init_comm_size;
734
735   for (;;) {
736     double remaining = MSG_task_get_remaining_communication(comm_task);
737     if (remaining == 0)
738       need_exit = 1;
739
740     double sent = prev_remaining - remaining;
741     double comp_size = sent * overhead;
742
743
744     char *comp_task_name = bprintf("__sender_overhead%s", MSG_task_get_name(comm_task));
745     msg_task_t comp_task = MSG_task_create(comp_task_name, comp_size, 0, NULL);
746     MSG_task_execute(comp_task);
747     MSG_task_destroy(comp_task);
748
749     if (need_exit)
750       break;
751
752     prev_remaining = remaining;
753
754   }
755
756   xbt_free(comp_task_name);
757 }
758 #endif
759
760 #define USE_MICRO_TASK 1
761
762 #if 0
763 // const double alpha = 0.1L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
764 // const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
765 // const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
766 // const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
767 // const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (24L * 1024 * 1024);   // makes super good values for 32 mbytes/s
768 //const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
769 // const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
770 ////const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
771 // const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
772 // const double alpha = 0.66L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
773 // const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
774
775 /* CPU 22% when 80Mbyte/s */
776 const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
777 #endif
778
779
780 static void send_migration_data(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
781     double size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead)
782 {
783   char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
784   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
785
786   /* TODO: clean up */
787
788   double clock_sta = MSG_get_clock();
789
790 #ifdef USE_MICRO_TASK
791
792   task_send_bounded_with_cpu_overhead(task, mbox, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
793
794 #else
795   msg_error_t ret;
796   if (mig_speed > 0)
797     ret = MSG_task_send_bounded(task, mbox, mig_speed);
798   else
799     ret = MSG_task_send(task, mbox);
800   xbt_assert(ret == MSG_OK);
801 #endif
802
803   double clock_end = MSG_get_clock();
804   double duration = clock_end - clock_sta;
805   double actual_speed = size / duration;
806 #ifdef USE_MICRO_TASK
807   double cpu_utilization = size * xfer_cpu_overhead / duration / 1.0E8;
808 #else
809   double cpu_utilization = 0;
810 #endif
811
812
813
814
815   if (stage == 2)
816     XBT_INFO("mig-stage%d.%d: sent %f duration %f actual_speed %f (target %f) cpu %f", stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed, cpu_utilization);
817   else
818     XBT_INFO("mig-stage%d: sent %f duration %f actual_speed %f (target %f) cpu %f", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed, cpu_utilization);
819
820   xbt_free(task_name);
821
822
823
824 #ifdef USE_MICRO_TASK
825   /* The name of a micro task starts with __micro, which does not match the
826    * special name that finalizes the receiver loop. Thus, we send the special task.
827    **/
828   {
829     if (stage == 3) {
830       char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
831       msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
832       msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
833       xbt_assert(ret == MSG_OK);
834       xbt_free(task_name);
835     }
836   }
837 #endif
838 }
839
840 static double get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
841 {
842   double updated_size = computed * dp_rate;
843   XBT_INFO("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
844   if (updated_size > dp_cap) {
845     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
846     updated_size = dp_cap;
847   }
848
849   return updated_size;
850 }
851
852 static double send_stage1(msg_host_t vm, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
853     long ramsize, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead, double dp_rate, double dp_cap, double dpt_cpu_overhead)
854 {
855   const char *vm_name = MSG_host_get_name(vm);
856   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
857
858   const long chunksize = 1024 * 1024 * 100;
859   long remaining = ramsize;
860   double computed_total = 0;
861
862   while (remaining > 0) {
863     long datasize = chunksize;
864     if (remaining < chunksize)
865       datasize = remaining;
866
867     remaining -= datasize;
868
869     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, datasize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
870
871     double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 1, 0);
872     computed_total += computed;
873
874     {
875       double updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
876
877       double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
878       launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
879     }
880   }
881
882   return computed_total;
883 }
884
885
886
887
888 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
889 {
890   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
891
892   xbt_assert(argc == 4);
893   const char *vm_name = argv[1];
894   const char *src_pm_name  = argv[2];
895   const char *dst_pm_name  = argv[3];
896   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
897
898
899   s_ws_params_t params;
900   simcall_host_get_params(vm, &params);
901   const long ramsize        = params.ramsize;
902   const long devsize        = params.devsize;
903   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
904   const int skip_stage2     = params.skip_stage2;
905   const double dp_rate      = params.dp_rate;
906   const double dp_cap       = params.dp_cap;
907   const double mig_speed    = params.mig_speed;
908   const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
909   const double dpt_cpu_overhead = params.dpt_cpu_overhead;
910
911   double remaining_size = ramsize + devsize;
912
913   double max_downtime = params.max_downtime;
914   if (max_downtime == 0) {
915     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
916     max_downtime = 0.03;
917   }
918
919   /* This value assumes the network link is 1Gbps. */
920   double threshold = max_downtime * 125 * 1024 * 1024;
921
922   /* setting up parameters has done */
923
924
925   if (ramsize == 0)
926     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
927
928   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
929
930   XBT_INFO("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
931
932   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
933   start_dirty_page_tracking(vm);
934
935   double computed_during_stage1 = 0;
936   if (!skip_stage1) {
937     // send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
938
939     /* send ramsize, but split it */
940     computed_during_stage1 = send_stage1(vm, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mig_speed, xfer_cpu_overhead, dp_rate, dp_cap, dpt_cpu_overhead);
941     remaining_size -= ramsize;
942   }
943
944
945   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
946    * becomes smaller than the threshold value. */
947   if (skip_stage2)
948     goto stage3;
949   if (max_downtime == 0) {
950     XBT_WARN("no max_downtime parameter, skip stage2");
951     goto stage3;
952   }
953
954
955   int stage2_round = 0;
956   for (;;) {
957
958     double updated_size = 0;
959     if (stage2_round == 0)  {
960       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
961       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
962     } else {
963       double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 2, stage2_round);
964       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
965     }
966
967     XBT_INFO("%d updated_size %f computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
968         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
969
970
971     if (stage2_round != 0) {
972       /* during stage1, we have already created overhead tasks */
973       double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
974       XBT_INFO("updated %f overhead %f", updated_size, overhead);
975       launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
976     }
977
978
979     {
980       remaining_size += updated_size;
981
982       XBT_INFO("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
983           remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
984
985       if (remaining_size < threshold)
986         break;
987     }
988
989
990     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, updated_size, mbox, 2, stage2_round, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
991
992     remaining_size -= updated_size;
993     stage2_round += 1;
994   }
995
996
997 stage3:
998   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
999   XBT_INFO("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
1000   simcall_vm_suspend(vm);
1001   stop_dirty_page_tracking(vm);
1002
1003   send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, remaining_size, mbox, 3, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
1004
1005   xbt_free(mbox);
1006
1007   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
1008
1009   return 0;
1010 }
1011
1012
1013
1014 static void do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
1015 {
1016   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1017
1018   {
1019     char *pr_name = get_mig_process_rx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1020     int nargvs = 5;
1021     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
1022     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
1023     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
1024     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
1025     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
1026     argv[4] = NULL;
1027
1028     MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_rx_fun, NULL, dst_pm, nargvs - 1, argv);
1029
1030     xbt_free(pr_name);
1031   }
1032
1033   {
1034     char *pr_name = get_mig_process_tx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1035     int nargvs = 5;
1036     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
1037     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
1038     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
1039     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
1040     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
1041     argv[4] = NULL;
1042     MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_tx_fun, NULL, src_pm, nargvs - 1, argv);
1043
1044     xbt_free(pr_name);
1045   }
1046
1047   /* wait until the migration have finished */
1048   {
1049     msg_task_t task = NULL;
1050     msg_error_t ret = MSG_task_recv(&task, mbox_ctl);
1051     xbt_assert(ret == MSG_OK);
1052
1053     char *expected_task_name = get_mig_task_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm), 4);
1054     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
1055     xbt_free(expected_task_name);
1056   }
1057
1058   xbt_free(mbox_ctl);
1059 }
1060
1061
1062 /** @brief Migrate the VM to the given host.
1063  *  @ingroup msg_VMs
1064  *
1065  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
1066  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
1067  * migration.
1068  */
1069 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
1070 {
1071   /* some thoughts:
1072    * - One approach is ...
1073    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
1074    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
1075    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
1076    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
1077    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
1078    *     consuming resources.
1079    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
1080    *     will work for this?
1081    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
1082    *     for the destination VM?
1083    *
1084    * - Another one is ...
1085    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
1086    *   physical host.
1087    *
1088    * The second one would be easier.
1089    *   
1090    */
1091
1092   msg_host_t old_pm = simcall_vm_get_pm(vm);
1093
1094   if (simcall_vm_get_state(vm) != SURF_VM_STATE_RUNNING)
1095     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_name(vm));
1096
1097   do_migration(vm, old_pm, new_pm);
1098
1099
1100
1101   XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
1102
1103   #ifdef HAVE_TRACING
1104   TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
1105   #endif
1106 }
1107
1108
1109 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
1110  *  @ingroup msg_VMs
1111  *
1112  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1113  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1114  *
1115  * No suspension cost occurs.
1116  */
1117 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1118 {
1119   simcall_vm_suspend(vm);
1120
1121   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1122
1123   #ifdef HAVE_TRACING
1124   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1125   #endif
1126 }
1127
1128
1129 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1130  *  @ingroup msg_VMs
1131  *
1132  * No resume cost occurs.
1133  */
1134 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1135 {
1136   simcall_vm_resume(vm);
1137
1138   #ifdef HAVE_TRACING
1139   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1140   #endif
1141 }
1142
1143
1144 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1145  *  @ingroup msg_VMs
1146  *
1147  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1148  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1149  *
1150  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1151  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1152  * of VM save to you.
1153  */
1154 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1155 {
1156   simcall_vm_save(vm);
1157   #ifdef HAVE_TRACING
1158   TRACE_msg_vm_save(vm);
1159   #endif
1160 }
1161
1162 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1163  *  @ingroup msg_VMs
1164  *
1165  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1166  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1167  * of VM restore to you.
1168  */
1169 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1170 {
1171   simcall_vm_restore(vm);
1172
1173   #ifdef HAVE_TRACING
1174   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1175   #endif
1176 }
1177
1178
1179 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1180  *  @ingroup msg_VMs
1181  */
1182 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1183 {
1184   return simcall_vm_get_pm(vm);
1185 }
1186
1187
1188 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1189  *  @ingroup msg_VMs
1190  *
1191  * 1.
1192  * Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1193  *
1194  * For example,
1195  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1196  *  On VM0, there is Task2.
1197  * Now we bound 75% to Task1@PM0 and bound 25% to Task2@VM0.
1198  * Then, 
1199  *  Task1@PM0 gets 50%.
1200  *  Task2@VM0 gets 25%.
1201  * This is NOT 75% for Task1@PM0 and 25% for Task2@VM0, respectively.
1202  *
1203  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a
1204  * task on the VM does not affect the bound of the dummy CPU action. The bound
1205  * of the dummy CPU action is unlimited.
1206  *
1207  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound
1208  * of the dummy CPU action automatically. It should be the sum of all tasks on
1209  * the VM. But, this solution might be costy, because we have to scan all tasks
1210  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of
1211  * task execution.
1212  *
1213  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to
1214  * directly set the bound of the dummy CPU action.
1215  *
1216  *
1217  * 2.
1218  * Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited).
1219  */
1220 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1221 {
1222   return simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1223 }