Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

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