Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
move the VM-related data out of MSG's private data for hosts
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.cpp
1 /* Copyright (c) 2012-2015. 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 /* TODO:
8  * 1. add the support of trace
9  * 2. use parallel tasks to simulate CPU overhead and remove the experimental code generating micro computation tasks
10  */
11
12 #include <xbt/ex.hpp>
13
14 #include "src/surf/VirtualMachineImpl.hpp"
15 #include <simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp>
16 #include <simgrid/s4u/host.hpp>
17
18 #include "msg_private.h"
19 #include "xbt/sysdep.h"
20 #include "xbt/log.h"
21 #include "simgrid/host.h"
22
23 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
24
25
26 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
27 /** \ingroup m_vm_management
28  * \brief Returns the value of a given vm property
29  *
30  * \param vm a vm
31  * \param name a property name
32  * \return value of a property (or nullptr if property not set)
33  */
34 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
35 {
36   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
37 }
38
39 /** \ingroup m_vm_management
40  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
41  *
42  * \param vm a vm
43  * \return a dict containing the properties
44  */
45 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
46 {
47   xbt_assert((vm != nullptr), "Invalid parameters (vm is nullptr)");
48   return vm->properties();
49 }
50
51 /** \ingroup m_host_management
52  * \brief Change the value of a given host property
53  *
54  * \param vm a vm
55  * \param name a property name
56  * \param value what to change the property to
57  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
58  */
59 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
60 {
61   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
62 }
63 /** \ingroup m_vm_management
64  * \brief Set the parameters of a given host
65  *
66  * \param vm a vm
67  * \param params a parameter object
68  */
69 void MSG_vm_set_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
70 {
71   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->setParameters(params);
72 }
73
74 /** \ingroup m_vm_management
75  * \brief Get the parameters of a given host
76  *
77  * \param host a host
78  * \param params a prameter object
79  */
80 void MSG_vm_get_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
81 {
82   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->parameters(params);
83 }
84
85 /** \ingroup msg_vm_management
86  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
87  *
88  * This is a name directory service
89  * \param name the name of a vm.
90  * \return the corresponding vm
91  *
92  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name for each VM/PM.
93  */
94 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
95 {
96   return MSG_host_by_name(name);
97 }
98
99 /** \ingroup m_vm_management
100  *
101  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
102  *
103  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return its name.
104  */
105 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
106 {
107   return MSG_host_get_name(vm);
108 }
109
110 /* **** Check state of a VM **** */
111 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
112 {
113   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
114 }
115
116 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
117  *  @ingroup msg_VMs
118  */
119 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
120 {
121   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
122 }
123
124 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
125  *  @ingroup msg_VMs
126  */
127 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
128 {
129   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
130 }
131
132 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
133  *  @ingroup msg_VMs
134  */
135 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
136 {
137   return static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->isMigrating();
138 }
139
140 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
141  *  @ingroup msg_VMs
142  */
143 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
144 {
145   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
146 }
147
148 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
149  *  @ingroup msg_VMs
150  */
151 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
152 {
153   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
154 }
155
156 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
157  *  @ingroup msg_VMs
158  */
159 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
160 {
161   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
162 }
163
164 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
165  *  @ingroup msg_VMs
166  */
167 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
168 {
169   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
170 }
171
172 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
173 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
174  *  @ingroup msg_VMs*
175  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
176  *  @param name      [TODO]
177  *  @param ncpus     [TODO]
178  *  @param ramsize   [TODO]
179  *  @param net_cap   Maximal bandwidth that the VM can consume (in MByte/s)
180  *  @param disk_path (unused) Path to the image that boots
181  *  @param disksize  (unused) will represent the size of the VM (will be used during migrations)
182  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
183  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
184  */
185 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char *name, int ncpus, int ramsize, int net_cap, char *disk_path,
186                        int disksize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
187 {
188   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
189    * bandwidth */
190   double host_speed = MSG_host_get_speed(pm);
191   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
192
193   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(pm, name);
194   s_vm_params_t params;
195   memset(&params, 0, sizeof(params));
196   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
197   //params.overcommit = 0;
198   params.devsize = 0;
199   params.skip_stage2 = 0;
200   params.max_downtime = 0.03;
201   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
202   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
203   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
204
205   //XBT_INFO("dp rate %f migspeed : %f intensity mem : %d, updatespeed %f, hostspeed %f",params.dp_rate,
206   //         params.mig_speed, dp_intensity, update_speed, host_speed);
207   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->setParameters(&params);
208
209   return vm;
210 }
211
212 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
213  *  @ingroup msg_VMs*
214  *
215  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
216  */
217 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
218 {
219   /* make sure the VM of the same name does not exit */
220   {
221     simgrid::s4u::Host* ind_host_tmp = sg_host_by_name(name);
222     if (ind_host_tmp != nullptr && sg_host_simix(ind_host_tmp) != nullptr) {
223       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
224       return nullptr;
225     }
226   }
227
228   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
229   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
230   sg_host_t ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
231
232   msg_vm_t ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
233
234   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
235
236   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
237
238   return ind_vm;
239 }
240
241 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
242  *  @ingroup msg_VMs
243  */
244 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
245 {
246   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
247     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
248
249   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
250   if (MSG_vm_is_running(vm))
251       simcall_vm_shutdown(vm);
252
253   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
254     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
255     DIE_IMPOSSIBLE;
256   }
257
258   /* Then, destroy the VM object */
259   simcall_vm_destroy(vm);
260
261   TRACE_msg_vm_end(vm);
262 }
263
264 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
265  *  @ingroup msg_VMs
266  *
267  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
268  */
269 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
270 {
271   simcall_vm_start(vm);
272
273   TRACE_msg_vm_start(vm);
274 }
275
276 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
277  *  @ingroup msg_VMs
278  *
279  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep() or something.
280  *        I'm not quite sure.
281  */
282 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
283 {
284   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
285   simcall_vm_shutdown(vm);
286
287   // TRACE_msg_vm_(vm);
288 }
289
290 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
291  * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
292 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
293 {
294   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
295   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
296   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
297
298   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
299 }
300
301 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
302 {
303   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
304   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
305   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
306
307   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
308 }
309
310 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
311 {
312   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
313   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
314   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
315
316   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
317 }
318
319 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
320 {
321   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
322   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
323   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
324
325   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
326 }
327
328 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
329 {
330   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
331   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
332   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
333
334   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
335 }
336
337 struct migration_session {
338   msg_vm_t vm;
339   msg_host_t src_pm;
340   msg_host_t dst_pm;
341
342   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
343    * know the completion of the migration. */
344   char *mbox_ctl;
345   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
346   char *mbox;
347 };
348
349 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
350 {
351   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
352
353   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
354   struct migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
355
356   s_vm_params_t params;
357   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm)->parameters(&params);
358
359   int need_exit = 0;
360
361   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
362
363   int ret = 0;
364   for (;;) {
365     msg_task_t task = nullptr;
366     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
367     {
368       if (ret != MSG_OK) {
369         // An error occurred, clean the code and return
370         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
371         xbt_free(finalize_task_name);
372         return 0;
373       }
374     }
375
376     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
377       need_exit = 1;
378
379     MSG_task_destroy(task);
380
381     if (need_exit)
382       break;
383   }
384
385   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
386   // Hence complete the migration
387
388   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
389   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
390   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
391   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm);
392   msg_host_t src_pm                = ms->src_pm;
393   msg_host_t dst_pm                = ms->dst_pm;
394
395   // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an
396   // inconsistent
397   //       state. I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
398   //
399   //  /* Update the vm location */
400   //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
401   //
402   //  /* Resume the VM */
403   //  simcall_vm_resume(vm);
404   //
405   simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm);
406
407   {
408    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
409    static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_)->isMigrating = false;
410    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", sg_host_get_name(ms->vm), sg_host_get_name(ms->src_pm),
411              sg_host_get_name(ms->dst_pm));
412    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
413   }
414   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
415   {
416     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
417     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, nullptr);
418     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
419     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
420     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
421       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
422       // has been correctly migrated on the DST node
423       // TODO What does it mean ? What should we do ?
424       MSG_task_destroy(task);
425     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
426       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
427       MSG_task_destroy(task);
428     }
429     xbt_free(task_name);
430   }
431
432   xbt_free(finalize_task_name);
433
434   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
435   return 0;
436 }
437
438 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
439 {
440   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
441
442   char *key = nullptr;
443   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
444   dirty_page_t dp = nullptr;
445   if (!pimpl->dp_objs)
446     return;
447   xbt_dict_foreach (pimpl->dp_objs, cursor, key, dp) {
448     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
449     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
450     dp->prev_remaining = remaining;
451
452     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
453   }
454 }
455
456 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
457 {
458   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
459   pimpl->dp_enabled                        = 1;
460
461   reset_dirty_pages(vm);
462 }
463
464 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
465 {
466   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
467   pimpl->dp_enabled                        = 0;
468 }
469
470 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
471 {
472   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
473   double duration = clock - dp->prev_clock;
474
475   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
476       key, sg_host_get_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
477
478   return computed;
479 }
480
481 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
482 {
483   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
484   double total = 0;
485
486   char *key = nullptr;
487   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
488   dirty_page_t dp = nullptr;
489   xbt_dict_foreach (pimpl->dp_objs, cursor, key, dp) {
490     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
491
492     double clock = MSG_get_clock();
493
494     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
495     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
496
497     dp->prev_remaining = remaining;
498     dp->prev_clock = clock;
499   }
500
501   total += pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks;
502
503   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)", stage_for_fancy_debug,
504             stage2_round_for_fancy_debug, total, pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks);
505
506   pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
507
508   return total;
509 }
510
511 // TODO Is this code redundant with the information provided by
512 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
513 /** @brief take care of the dirty page tracking, in case we're adding a task to a migrating VM */
514 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
515 {
516   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
517   if (vm == nullptr)
518     return;
519   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
520
521   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
522   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
523
524   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
525   dp->task = task;
526   if (pimpl->dp_enabled) {
527     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
528     dp->prev_remaining = remaining;
529   }
530   if (!pimpl->dp_objs)
531     pimpl->dp_objs = xbt_dict_new();
532   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(pimpl->dp_objs, key) == nullptr);
533   xbt_dict_set(pimpl->dp_objs, key, dp, nullptr);
534   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_get_name(host), remaining, pimpl->dp_enabled);
535
536   xbt_free(key);
537 }
538
539 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
540 {
541   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
542   if (vm == nullptr)
543     return;
544   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
545
546   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
547   dirty_page_t dp = (dirty_page_t)(pimpl->dp_objs ? xbt_dict_get_or_null(pimpl->dp_objs, key) : NULL);
548   xbt_assert(dp->task == task);
549
550   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
551    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
552   if (pimpl->dp_enabled) {
553     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
554     double clock = MSG_get_clock();
555     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
556     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
557
558     pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
559   }
560   if (pimpl->dp_objs)
561     xbt_dict_remove(pimpl->dp_objs, key);
562   xbt_free(dp);
563
564   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_get_name(host));
565   xbt_free(key);
566 }
567
568 static sg_size_t send_migration_data(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, sg_size_t size, char *mbox,
569                                      int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
570 {
571   sg_size_t sent = 0;
572   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
573   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, (double)size, nullptr);
574
575   /* TODO: clean up */
576
577   double clock_sta = MSG_get_clock();
578
579   msg_error_t ret;
580   if (mig_speed > 0)
581     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
582   else
583     ret = MSG_task_send(task, mbox);
584
585   xbt_free(task_name);
586
587   if (ret == MSG_OK) {
588     sent = size;
589   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
590     sg_size_t remaining = (sg_size_t)MSG_task_get_remaining_communication(task);
591     sent = size - remaining;
592     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
593   }
594
595   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
596   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
597     //XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
598     MSG_task_destroy(task);
599     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
600   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
601     //XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
602     MSG_task_destroy(task);
603     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
604   }
605
606   double clock_end = MSG_get_clock();
607   double duration = clock_end - clock_sta;
608   double actual_speed = size / duration;
609
610   if (stage == 2)
611     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
612               stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
613   else
614     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
615               stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
616
617   return sent;
618 }
619
620 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
621 {
622   double updated_size = computed * dp_rate;
623   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
624   if (updated_size > dp_cap) {
625     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size,
626     //          dp_cap);
627     updated_size = dp_cap;
628   }
629
630   return (sg_size_t) updated_size;
631 }
632
633 static double send_stage1(struct migration_session *ms, sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate,
634                           double dp_cap)
635 {
636   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
637   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
638   sg_size_t remaining = ramsize;
639   double computed_total = 0;
640
641   while (remaining > 0) {
642     sg_size_t datasize = chunksize;
643     if (remaining < chunksize)
644       datasize = remaining;
645
646     remaining -= datasize;
647     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
648     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
649     computed_total += computed;
650   }
651
652   return computed_total;
653 }
654
655 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
656 {
657   return max_downtime * bandwidth;
658 }
659
660 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
661 {
662   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
663
664   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
665   migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
666
667   s_vm_params_t params;
668   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm)->parameters(&params);
669   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
670   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
671   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
672   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
673   const double dp_rate      = params.dp_rate;
674   const double dp_cap       = params.dp_cap;
675   const double mig_speed    = params.mig_speed;
676   double max_downtime       = params.max_downtime;
677
678   /* hard code it temporally. Fix Me */
679 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
680   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
681
682   double remaining_size = (double) (ramsize + devsize);
683   double threshold = 0.0;
684
685   /* check parameters */
686   if (ramsize == 0)
687     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
688
689   if (max_downtime <= 0) {
690     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
691     max_downtime = 0.03;
692   }
693
694   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
695   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
696   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
697
698   double computed_during_stage1 = 0;
699   if (!skip_stage1) {
700     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
701
702     try {
703       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
704        * transfer exceeds the timeout value. */
705       XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
706       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
707       remaining_size -= sent;
708       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
709
710       if (sent < ramsize) {
711         XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
712         skip_stage2 = 1;
713       } else if (sent > ramsize)
714         XBT_CRITICAL("bug");
715
716     }
717     catch (xbt_ex& e) {
718       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
719       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
720       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
721       return 0;
722     }
723
724     double clock_post_send = MSG_get_clock();
725     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
726     if (mig_timeout < 0) {
727       XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
728           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
729       skip_stage2 = 1;
730     }
731
732     /* estimate bandwidth */
733     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
734     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
735     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
736   }
737
738
739   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
740  if (! skip_stage2) {
741
742   int stage2_round = 0;
743   for (;;) {
744
745     sg_size_t updated_size = 0;
746     if (stage2_round == 0) {
747       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
748       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
749     } else {
750       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
751       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
752     }
753
754     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
755         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
756
757     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
758     remaining_size += updated_size;
759     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
760         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
761     if (remaining_size < threshold)
762       break;
763
764     sg_size_t sent = 0;
765     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
766     try {
767       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
768       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
769                                  mig_timeout);
770     }
771     catch (xbt_ex& e) {
772       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
773       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
774       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
775       return 0;
776     }
777     double clock_post_send = MSG_get_clock();
778
779     if (sent == updated_size) {
780       /* timeout did not happen */
781       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
782       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
783       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
784       remaining_size -= sent;
785       stage2_round += 1;
786       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
787       xbt_assert(mig_timeout > 0);
788
789     } else if (sent < updated_size) {
790       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
791        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
792       XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
793           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
794       remaining_size -= sent;
795
796       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
797       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
798       remaining_size += updated_size;
799       break;
800     } else
801       XBT_CRITICAL("bug");
802   }
803  }
804
805   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
806   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
807   simcall_vm_suspend(ms->vm);
808   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
809
810   try {
811     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
812     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, (sg_size_t)remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
813   }
814   catch(xbt_ex& e) {
815     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
816     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
817     simcall_vm_resume(ms->vm);
818     return 0;
819   }
820
821   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
822   // effectively the VM on the DST node.
823   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
824
825   return 0;
826 }
827
828 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
829 {
830   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
831   ms->vm = vm;
832   ms->src_pm = src_pm;
833   ms->dst_pm = dst_pm;
834   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
835   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
836
837   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
838   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
839
840 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
841 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
842 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
843 #if 1
844  {
845  char **argv = xbt_new(char *, 2);
846  argv[0] = pr_rx_name;
847  argv[1] = nullptr;
848 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
849  }
850  {
851  char **argv = xbt_new(char *, 2);
852  argv[0] = pr_tx_name;
853  argv[1] = nullptr;
854 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
855  }
856 #endif
857
858   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
859   {
860     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
861     msg_task_t task = nullptr;
862     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
863     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
864      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
865
866     xbt_free(ms->mbox_ctl);
867     xbt_free(ms->mbox);
868     xbt_free(ms);
869
870     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
871     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
872         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
873         // other side. Hence, just throw the execption
874         XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
875         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
876                                         // required or not
877         return -1; 
878     } 
879     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){
880         // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
881         XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
882         return -2;  
883     }
884
885     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
886     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
887     xbt_free(expected_task_name);
888     MSG_task_destroy(task);
889     return 0;
890   }
891 }
892
893 /** @brief Migrate the VM to the given host.
894  *  @ingroup msg_VMs
895  *
896  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a MSG_task_send() before or after,
897  * depending on whether you want to do cold or hot migration.
898  */
899 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
900 {
901   /* some thoughts:
902    * - One approach is ...
903    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
904    *   receive the state of the source
905    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
906    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
907    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
908    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
909    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
910    *
911    * - Another one is ...
912    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
913    *
914    * The second one would be easier.
915    */
916
917   msg_host_t old_pm = (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
918
919   if(MSG_host_is_off(old_pm))
920     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(old_pm));
921
922   if(MSG_host_is_off(new_pm))
923     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(new_pm));
924
925   if (!MSG_vm_is_running(vm))
926     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_get_name(vm));
927
928   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
929     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_get_name(vm));
930
931   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
932   pimpl->isMigrating                       = 1;
933
934   {
935     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
936     if (ret == -1){
937       pimpl->isMigrating = 0;
938       THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
939     }
940     else if(ret == -2){
941       pimpl->isMigrating = 0;
942       THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
943     }
944   }
945
946   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration
947   // process. In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
948   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
949   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
950 }
951
952 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
953  *  @ingroup msg_VMs
954  *
955  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
956  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
957  *
958  * No suspension cost occurs.
959  */
960 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
961 {
962   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
963     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
964
965   simcall_vm_suspend(vm);
966
967   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
968
969   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
970 }
971
972 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
973  *  @ingroup msg_VMs
974  *
975  * No resume cost occurs.
976  */
977 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
978 {
979   simcall_vm_resume(vm);
980
981   TRACE_msg_vm_resume(vm);
982 }
983
984
985 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
986  *  @ingroup msg_VMs
987  *
988  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
989  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
990  *
991  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_write() before
992  * or after, depending on the exact semantic of VM save to you.
993  */
994 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
995 {
996   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
997     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
998
999   simcall_vm_save(vm);
1000   TRACE_msg_vm_save(vm);
1001 }
1002
1003 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1004  *  @ingroup msg_VMs
1005  *
1006  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_read() before or
1007  * after, depending on the exact semantic of VM restore to you.
1008  */
1009 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1010 {
1011   simcall_vm_restore(vm);
1012
1013   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1014 }
1015
1016 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1017  *  @ingroup msg_VMs
1018  */
1019 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1020 {
1021   return (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
1022 }
1023
1024 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1025  *  @ingroup msg_VMs
1026  *
1027  * 1. Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1028  *
1029  * For example,
1030  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1031  *  On VM0, there is Task2.
1032  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1033  * Then,
1034  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1035  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1036  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1037  *
1038  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a task on the VM does not affect the bound of
1039  * the dummy CPU action. The bound of the dummy CPU action is unlimited.
1040  *
1041  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound of the dummy CPU action automatically.
1042  * It should be the sum of all tasks on the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1043  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of task execution.
1044  *
1045  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to directly set the bound of the dummy CPU action.
1046  *
1047  * 2. Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has multiple CPU cores, the CPU share of a
1048  *    computation task (or a VM) never exceeds the capacity of a CPU core.
1049  */
1050 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1051 {
1052   simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1053 }