Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Avoid depending on C++11 stuff when including C/SMPI headers
[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 "msg_private.h"
15 #include "xbt/sysdep.h"
16 #include "xbt/log.h"
17 #include "simgrid/host.h"
18
19 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
20
21
22 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
23 /** \ingroup m_vm_management
24  * \brief Returns the value of a given vm property
25  *
26  * \param vm a vm
27  * \param name a property name
28  * \return value of a property (or nullptr if property not set)
29  */
30 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
31 {
32   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
33 }
34
35 /** \ingroup m_vm_management
36  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
37  *
38  * \param vm a vm
39  * \return a dict containing the properties
40  */
41 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
42 {
43   xbt_assert((vm != nullptr), "Invalid parameters (vm is nullptr)");
44   return vm->properties();
45 }
46
47 /** \ingroup m_host_management
48  * \brief Change the value of a given host property
49  *
50  * \param vm a vm
51  * \param name a property name
52  * \param value what to change the property to
53  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
54  */
55 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
56 {
57   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
58 }
59
60 /** \ingroup msg_vm_management
61  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
62  *
63  * This is a name directory service
64  * \param name the name of a vm.
65  * \return the corresponding vm
66  *
67  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name for each VM/PM.
68  */
69 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
70 {
71   return MSG_host_by_name(name);
72 }
73
74 /** \ingroup m_vm_management
75  *
76  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
77  *
78  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return its name.
79  */
80 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
81 {
82   return MSG_host_get_name(vm);
83 }
84
85 /* **** Check state of a VM **** */
86 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
87 {
88   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
89 }
90
91 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
92  *  @ingroup msg_VMs
93  */
94 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
95 {
96   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
97 }
98
99 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
100  *  @ingroup msg_VMs
101  */
102 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
103 {
104   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
105 }
106
107 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
108  *  @ingroup msg_VMs
109  */
110 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
111 {
112   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
113   return priv->is_migrating;
114 }
115
116 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
117  *  @ingroup msg_VMs
118  */
119 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
120 {
121   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
122 }
123
124 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
125  *  @ingroup msg_VMs
126  */
127 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
128 {
129   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
130 }
131
132 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
133  *  @ingroup msg_VMs
134  */
135 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
136 {
137   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
138 }
139
140 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
141  *  @ingroup msg_VMs
142  */
143 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
144 {
145   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
146 }
147
148 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
149 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
150  *  @ingroup msg_VMs*
151  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
152  *  @param name      [TODO]
153  *  @param ncpus     [TODO]
154  *  @param ramsize   [TODO]
155  *  @param net_cap   Maximal bandwidth that the VM can consume (in MByte/s)
156  *  @param disk_path (unused) Path to the image that boots
157  *  @param disksize  (unused) will represent the size of the VM (will be used during migrations)
158  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
159  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
160  */
161 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char *name, int ncpus, int ramsize, int net_cap, char *disk_path,
162                        int disksize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
163 {
164   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
165    * bandwidth */
166   double host_speed = MSG_host_get_speed(pm);
167   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
168
169   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(pm, name);
170   s_vm_params_t params;
171   memset(&params, 0, sizeof(params));
172   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
173   //params.overcommit = 0;
174   params.devsize = 0;
175   params.skip_stage2 = 0;
176   params.max_downtime = 0.03;
177   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
178   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
179   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
180
181   //XBT_INFO("dp rate %f migspeed : %f intensity mem : %d, updatespeed %f, hostspeed %f",params.dp_rate,
182   //         params.mig_speed, dp_intensity, update_speed, host_speed);
183   vm->setParameters(&params);
184
185   return vm;
186 }
187
188 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
189  *  @ingroup msg_VMs*
190  *
191  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
192  */
193 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
194 {
195   /* make sure the VM of the same name does not exit */
196   {
197     simgrid::s4u::Host* ind_host_tmp = (simgrid::s4u::Host*) xbt_dict_get_or_null(host_list, name);
198     if (ind_host_tmp != nullptr && sg_host_simix(ind_host_tmp) != nullptr) {
199       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
200       return nullptr;
201     }
202   }
203
204   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
205   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
206   sg_host_t ind_vm_workstation =  (sg_host_t) simcall_vm_create(name, ind_pm);
207
208   msg_vm_t ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
209
210   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
211
212   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
213
214   return ind_vm;
215 }
216
217 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
218  *  @ingroup msg_VMs
219  */
220 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
221 {
222   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
223     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
224
225   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
226   if (MSG_vm_is_running(vm))
227       simcall_vm_shutdown(vm);
228
229   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
230     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
231     DIE_IMPOSSIBLE;
232   }
233
234   /* Then, destroy the VM object */
235   simcall_vm_destroy(vm);
236
237   TRACE_msg_vm_end(vm);
238 }
239
240 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
241  *  @ingroup msg_VMs
242  *
243  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
244  */
245 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
246 {
247   simcall_vm_start(vm);
248
249   TRACE_msg_vm_start(vm);
250 }
251
252 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
253  *  @ingroup msg_VMs
254  *
255  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep() or something.
256  *        I'm not quite sure.
257  */
258 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
259 {
260   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
261   simcall_vm_shutdown(vm);
262
263   // TRACE_msg_vm_(vm);
264 }
265
266 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
267  * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
268 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
269 {
270   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
271   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
272   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
273
274   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
275 }
276
277 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
278 {
279   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
280   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
281   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
282
283   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
284 }
285
286 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
287 {
288   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
289   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
290   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
291
292   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
293 }
294
295 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
296 {
297   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
298   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
299   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
300
301   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
302 }
303
304 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
305 {
306   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
307   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
308   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
309
310   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
311 }
312
313 struct migration_session {
314   msg_vm_t vm;
315   msg_host_t src_pm;
316   msg_host_t dst_pm;
317
318   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
319    * know the completion of the migration. */
320   char *mbox_ctl;
321   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
322   char *mbox;
323 };
324
325 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
326 {
327   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
328
329   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
330   struct migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
331
332   s_vm_params_t params;
333   ms->vm->parameters(&params);
334
335   int need_exit = 0;
336
337   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
338
339   int ret = 0;
340   for (;;) {
341     msg_task_t task = nullptr;
342     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
343     {
344       if (ret != MSG_OK) {
345         // An error occurred, clean the code and return
346         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
347         xbt_free(finalize_task_name);
348         return 0;
349       }
350     }
351
352     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
353       need_exit = 1;
354
355     MSG_task_destroy(task);
356
357     if (need_exit)
358       break;
359   }
360
361   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
362   // Hence complete the migration
363
364   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
365   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
366   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
367    msg_vm_t vm = ms->vm;
368    msg_host_t src_pm = ms->src_pm;
369    msg_host_t dst_pm = ms-> dst_pm;
370    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
371
372 // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an inconsistent
373 //       state. I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
374 //  /* deinstall the current affinity setting for the CPU */
375 //  simcall_vm_set_affinity(vm, src_pm, 0);
376 //
377 //  /* Update the vm location */
378 //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
379 // 
380 //  /* Resume the VM */
381 //  simcall_vm_resume(vm);
382 //
383    simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm); 
384
385   /* install the affinity setting of the VM on the destination pm */
386   {
387
388     unsigned long affinity_mask =
389        (unsigned long)(uintptr_t) xbt_dict_get_or_null_ext(priv->affinity_mask_db, (char *)dst_pm, sizeof(msg_host_t));
390     simcall_vm_set_affinity(vm, dst_pm, affinity_mask);
391     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", affinity_mask, MSG_host_get_name(dst_pm), MSG_host_get_name(vm));
392   }
393
394   {
395    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
396    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
397    priv->is_migrating = 0;
398    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", sg_host_get_name(ms->vm), sg_host_get_name(ms->src_pm),
399              sg_host_get_name(ms->dst_pm));
400    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
401   }
402   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
403   {
404     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
405     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, nullptr);
406     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
407     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
408     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
409       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
410       // has been correctly migrated on the DST node
411       // TODO What does it mean ? What should we do ?
412       MSG_task_destroy(task);
413     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
414       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
415       MSG_task_destroy(task);
416     }
417     xbt_free(task_name);
418   }
419
420   xbt_free(finalize_task_name);
421
422   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
423   return 0;
424 }
425
426 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
427 {
428   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
429
430   char *key = nullptr;
431   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
432   dirty_page_t dp = nullptr;
433   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
434     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
435     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
436     dp->prev_remaining = remaining;
437
438     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
439   }
440 }
441
442 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
443 {
444   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
445   priv->dp_enabled = 1;
446
447   reset_dirty_pages(vm);
448 }
449
450 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
451 {
452   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
453   priv->dp_enabled = 0;
454 }
455
456 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
457 {
458   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
459   double duration = clock - dp->prev_clock;
460
461   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
462       key, sg_host_get_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
463
464   return computed;
465 }
466
467 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
468 {
469   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
470   double total = 0;
471
472   char *key = nullptr;
473   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
474   dirty_page_t dp = nullptr;
475   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
476     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
477
478     double clock = MSG_get_clock();
479
480     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
481     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
482
483     dp->prev_remaining = remaining;
484     dp->prev_clock = clock;
485   }
486
487   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
488
489   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
490       stage_for_fancy_debug, stage2_round_for_fancy_debug, total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
491
492   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
493
494   return total;
495 }
496
497 // TODO Is this code redundant with the information provided by
498 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
499 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
500 {
501   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
502   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
503   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
504
505   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
506   dp->task = task;
507
508   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
509   if (priv->dp_enabled) {
510     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
511     dp->prev_remaining = remaining;
512   }
513
514   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == nullptr);
515   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, nullptr);
516   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_get_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
517
518   xbt_free(key);
519 }
520
521 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
522 {
523   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
524
525   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
526
527   dirty_page_t dp = (dirty_page_t) xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
528   xbt_assert(dp->task == task);
529
530   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
531    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
532   if (priv->dp_enabled) {
533     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
534     double clock = MSG_get_clock();
535     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
536     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
537
538     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
539   }
540
541   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
542   xbt_free(dp);
543
544   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_get_name(host));
545
546   xbt_free(key);
547 }
548
549 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,
550                                      int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
551 {
552   sg_size_t sent = 0;
553   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
554   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, (double)size, nullptr);
555
556   /* TODO: clean up */
557
558   double clock_sta = MSG_get_clock();
559
560   msg_error_t ret;
561   if (mig_speed > 0)
562     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
563   else
564     ret = MSG_task_send(task, mbox);
565
566   xbt_free(task_name);
567
568   if (ret == MSG_OK) {
569     sent = size;
570   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
571     sg_size_t remaining = (sg_size_t)MSG_task_get_remaining_communication(task);
572     sent = size - remaining;
573     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
574   }
575
576   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
577   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
578     //XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
579     MSG_task_destroy(task);
580     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
581   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
582     //XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
583     MSG_task_destroy(task);
584     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
585   }
586
587   double clock_end = MSG_get_clock();
588   double duration = clock_end - clock_sta;
589   double actual_speed = size / duration;
590
591   if (stage == 2)
592     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
593               stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
594   else
595     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
596               stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
597
598   return sent;
599 }
600
601 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
602 {
603   double updated_size = computed * dp_rate;
604   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
605   if (updated_size > dp_cap) {
606     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size,
607     //          dp_cap);
608     updated_size = dp_cap;
609   }
610
611   return (sg_size_t) updated_size;
612 }
613
614 static double send_stage1(struct migration_session *ms, sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate,
615                           double dp_cap)
616 {
617   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
618   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
619   sg_size_t remaining = ramsize;
620   double computed_total = 0;
621
622   while (remaining > 0) {
623     sg_size_t datasize = chunksize;
624     if (remaining < chunksize)
625       datasize = remaining;
626
627     remaining -= datasize;
628     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
629     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
630     computed_total += computed;
631   }
632
633   return computed_total;
634 }
635
636 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
637 {
638   return max_downtime * bandwidth;
639 }
640
641 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
642 {
643   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
644
645   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
646   migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
647
648   s_vm_params_t params;
649   ms->vm->parameters(&params);
650   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
651   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
652   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
653   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
654   const double dp_rate      = params.dp_rate;
655   const double dp_cap       = params.dp_cap;
656   const double mig_speed    = params.mig_speed;
657   double max_downtime       = params.max_downtime;
658
659   /* hard code it temporally. Fix Me */
660 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
661   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
662
663   double remaining_size = (double) (ramsize + devsize);
664   double threshold = 0.0;
665
666   /* check parameters */
667   if (ramsize == 0)
668     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
669
670   if (max_downtime == 0) {
671     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
672     max_downtime = 0.03;
673   }
674
675   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
676   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
677   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
678
679   double computed_during_stage1 = 0;
680   if (!skip_stage1) {
681     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
682
683     try {
684       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
685        * transfer exceeds the timeout value. */
686       XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
687       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
688       remaining_size -= sent;
689       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
690
691       if (sent < ramsize) {
692         XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
693         skip_stage2 = 1;
694       } else if (sent > ramsize)
695         XBT_CRITICAL("bug");
696
697     }
698     catch (xbt_ex& e) {
699       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
700       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
701       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
702       return 0;
703     }
704
705     double clock_post_send = MSG_get_clock();
706     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
707     if (mig_timeout < 0) {
708       XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
709           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
710       skip_stage2 = 1;
711     }
712
713     /* estimate bandwidth */
714     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
715     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
716     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
717   }
718
719
720   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
721  if (! skip_stage2) {
722
723   int stage2_round = 0;
724   for (;;) {
725
726     sg_size_t updated_size = 0;
727     if (stage2_round == 0) {
728       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
729       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
730     } else {
731       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
732       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
733     }
734
735     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
736         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
737
738     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
739     remaining_size += updated_size;
740     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
741         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
742     if (remaining_size < threshold)
743       break;
744
745     sg_size_t sent = 0;
746     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
747     try {
748       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
749       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
750                                  mig_timeout);
751     }
752     catch (xbt_ex& e) {
753       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
754       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
755       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
756       return 0;
757     }
758     double clock_post_send = MSG_get_clock();
759
760     if (sent == updated_size) {
761       /* timeout did not happen */
762       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
763       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
764       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
765       remaining_size -= sent;
766       stage2_round += 1;
767       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
768       xbt_assert(mig_timeout > 0);
769
770     } else if (sent < updated_size) {
771       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
772        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
773       XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
774           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
775       remaining_size -= sent;
776
777       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
778       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
779       remaining_size += updated_size;
780       break;
781     } else
782       XBT_CRITICAL("bug");
783   }
784  }
785
786   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
787   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
788   simcall_vm_suspend(ms->vm);
789   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
790
791   try {
792     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
793     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, (sg_size_t)remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
794   }
795   catch(xbt_ex& e) {
796     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
797     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
798     simcall_vm_resume(ms->vm);
799     return 0;
800   }
801
802   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
803   // effectively the VM on the DST node.
804   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
805
806   return 0;
807 }
808
809 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
810 {
811   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
812   ms->vm = vm;
813   ms->src_pm = src_pm;
814   ms->dst_pm = dst_pm;
815   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
816   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
817
818   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
819   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
820
821 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
822 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
823 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
824 #if 1
825  {
826  char **argv = xbt_new(char *, 2);
827  argv[0] = pr_rx_name;
828  argv[1] = nullptr;
829 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
830  }
831  {
832  char **argv = xbt_new(char *, 2);
833  argv[0] = pr_tx_name;
834  argv[1] = nullptr;
835 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
836  }
837 #endif
838
839   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
840   {
841     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
842     msg_task_t task = nullptr;
843     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
844     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
845      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
846
847     xbt_free(ms->mbox_ctl);
848     xbt_free(ms->mbox);
849     xbt_free(ms);
850
851     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
852     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
853         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
854         // other side. Hence, just throw the execption
855         XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
856         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
857                                         // required or not
858         return -1; 
859     } 
860     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){
861         // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
862         XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
863         return -2;  
864     }
865
866     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
867     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
868     xbt_free(expected_task_name);
869     MSG_task_destroy(task);
870     return 0;
871   }
872 }
873
874 /** @brief Migrate the VM to the given host.
875  *  @ingroup msg_VMs
876  *
877  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a MSG_task_send() before or after,
878  * depending on whether you want to do cold or hot migration.
879  */
880 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
881 {
882   /* some thoughts:
883    * - One approach is ...
884    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
885    *   receive the state of the source
886    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
887    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
888    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
889    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
890    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
891    *
892    * - Another one is ...
893    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
894    *
895    * The second one would be easier.
896    */
897
898   msg_host_t old_pm = (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
899
900   if(MSG_host_is_off(old_pm))
901     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(old_pm));
902
903   if(MSG_host_is_off(new_pm))
904     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(new_pm));
905
906   if (!MSG_vm_is_running(vm))
907     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_get_name(vm));
908
909   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
910     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_get_name(vm));
911
912   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
913   priv->is_migrating = 1;
914
915   {
916     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
917     if (ret == -1){
918      priv->is_migrating = 0;
919      THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
920     }
921     else if(ret == -2){
922      priv->is_migrating = 0;
923      THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
924     }
925   }
926
927   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration
928   // process. In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
929   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
930   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
931 }
932
933 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
934  *  @ingroup msg_VMs
935  *
936  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
937  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
938  *
939  * No suspension cost occurs.
940  */
941 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
942 {
943   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
944     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
945
946   simcall_vm_suspend(vm);
947
948   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
949
950   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
951 }
952
953 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
954  *  @ingroup msg_VMs
955  *
956  * No resume cost occurs.
957  */
958 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
959 {
960   simcall_vm_resume(vm);
961
962   TRACE_msg_vm_resume(vm);
963 }
964
965
966 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
967  *  @ingroup msg_VMs
968  *
969  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
970  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
971  *
972  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_write() before
973  * or after, depending on the exact semantic of VM save to you.
974  */
975 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
976 {
977   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
978     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
979
980   simcall_vm_save(vm);
981   TRACE_msg_vm_save(vm);
982 }
983
984 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
985  *  @ingroup msg_VMs
986  *
987  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_read() before or
988  * after, depending on the exact semantic of VM restore to you.
989  */
990 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
991 {
992   simcall_vm_restore(vm);
993
994   TRACE_msg_vm_restore(vm);
995 }
996
997 /** @brief Get the physical host of a given VM.
998  *  @ingroup msg_VMs
999  */
1000 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1001 {
1002   return (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
1003 }
1004
1005 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1006  *  @ingroup msg_VMs
1007  *
1008  * 1. Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1009  *
1010  * For example,
1011  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1012  *  On VM0, there is Task2.
1013  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1014  * Then,
1015  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1016  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1017  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1018  *
1019  * 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
1020  * the dummy CPU action. The bound of the dummy CPU action is unlimited.
1021  *
1022  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound of the dummy CPU action automatically.
1023  * It should be the sum of all tasks on the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1024  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of task execution.
1025  *
1026  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to directly set the bound of the dummy CPU action.
1027  *
1028  * 2. Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has multiple CPU cores, the CPU share of a
1029  *    computation task (or a VM) never exceeds the capacity of a CPU core.
1030  */
1031 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1032 {
1033   simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1034 }
1035
1036 /** @brief Set the CPU affinity of a given VM.
1037  *  @ingroup msg_VMs
1038  *
1039  * This function changes the CPU affinity of a given VM. Usage is the same as
1040  * MSG_task_set_affinity(). See the MSG_task_set_affinity() for details.
1041  */
1042 void MSG_vm_set_affinity(msg_vm_t vm, msg_host_t pm, unsigned long mask)
1043 {
1044   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
1045
1046   if (mask == 0)
1047     xbt_dict_remove_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm));
1048   else
1049     xbt_dict_set_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm), (void *)(uintptr_t) mask, nullptr);
1050
1051   msg_host_t pm_now = MSG_vm_get_pm(vm);
1052   if (pm_now == pm) {
1053     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1054     simcall_vm_set_affinity(vm, pm, mask);
1055   } else
1056     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s (not active now)", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1057 }