Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Merge branch 'coverity_scan' of github.com:mquinson/simgrid
[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 very
10  *    experimental code generating micro computation tasks
11  */
12
13
14
15 #include "msg_private.h"
16 #include "xbt/sysdep.h"
17 #include "xbt/log.h"
18 #include "simgrid/platf.h"
19 #include "simgrid/host.h"
20
21 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg,
22                                 "Cloud-oriented parts of the MSG API");
23
24
25 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
26
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 NULL if property not set)
33  */
34
35 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
36 {
37   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
38 }
39
40 /** \ingroup m_vm_management
41  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
42  *
43  * \param vm a vm
44  * \return a dict containing the properties
45  */
46 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
47 {
48   xbt_assert((vm != NULL), "Invalid parameters (vm is NULL)");
49   return vm->properties();
50 }
51
52 /** \ingroup m_host_management
53  * \brief Change the value of a given host property
54  *
55  * \param vm a vm
56  * \param name a property name
57  * \param value what to change the property to
58  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
59  */
60 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
61 {
62   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
63 }
64
65 /** \ingroup msg_vm_management
66  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
67  *
68  * This is a name directory service
69  * \param name the name of a vm.
70  * \return the corresponding vm
71  *
72  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name
73  * for each VM/PM.
74  */
75
76 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
77 {
78   return MSG_host_by_name(name);
79 }
80
81 /** \ingroup m_vm_management
82  *
83  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
84  *
85  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return
86    its name.
87  */
88 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
89 {
90   return MSG_host_get_name(vm);
91 }
92
93
94 /* **** Check state of a VM **** */
95 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
96 {
97   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
98 }
99
100 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
101  *  @ingroup msg_VMs
102  */
103 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
104 {
105   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
106 }
107
108 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
109  *  @ingroup msg_VMs
110  */
111 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
112 {
113   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
114 }
115
116 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
117  *  @ingroup msg_VMs
118  */
119 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
120 {
121   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
122   return priv->is_migrating;
123 }
124
125 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
126  *  @ingroup msg_VMs
127  */
128 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
129 {
130   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
131 }
132
133 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
134  *  @ingroup msg_VMs
135  */
136 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
137 {
138   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
139 }
140
141 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
142  *  @ingroup msg_VMs
143  */
144 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
145 {
146   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
147 }
148
149 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
150  *  @ingroup msg_VMs
151  */
152 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
153 {
154   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
155 }
156
157
158
159 /* ------------------------------------------------------------------------- */
160 /* ------------------------------------------------------------------------- */
161
162 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
163
164 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
165  *  @ingroup msg_VMs*
166  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
167  *  @param name      [TODO]
168  *  @param ncpus     [TODO]
169  *  @param ramsize   [TODO]
170  *  @param net_cap   Maximal bandwidth that the VM can consume (in MByte/s)
171  *  @param disk_path (unused) Path to the image that boots
172  *  @param disksize  (unused) will represent the size of the VM (will be used during migrations)
173  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
174  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
175  *
176  */
177 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char *name,
178                        int ncpus, int ramsize,
179                        int net_cap, char *disk_path, int disksize,
180                        int mig_netspeed, int dp_intensity)
181 {
182   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
183    * bandwidth */
184   double host_speed = MSG_get_host_speed(pm);
185   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
186
187   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(pm, name);
188   s_vm_params_t params;
189   memset(&params, 0, sizeof(params));
190   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
191   //params.overcommit = 0;
192   params.devsize = 0;
193   params.skip_stage2 = 0;
194   params.max_downtime = 0.03;
195   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
196   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
197   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
198
199   //XBT_INFO("dp rate %f migspeed : %f intensity mem : %d, updatespeed %f, hostspeed %f",params.dp_rate, params.mig_speed, dp_intensity, update_speed, host_speed);
200   vm->set_parameters(&params);
201
202   return vm;
203 }
204
205
206 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
207  *  @ingroup msg_VMs*
208  *
209  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
210  */
211 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
212 {
213   /* make sure the VM of the same name does not exit */
214   {
215     simgrid::s4u::Host* ind_host_tmp =
216       (simgrid::s4u::Host*) xbt_dict_get_or_null(host_list, name);
217     if (ind_host_tmp != nullptr && sg_host_simix(ind_host_tmp) != nullptr) {
218       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
219       return nullptr;
220     }
221   }
222
223   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
224   
225   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
226   sg_host_t ind_vm_workstation =  (sg_host_t) simcall_vm_create(name, ind_pm);
227
228   msg_vm_t ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
229
230   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
231
232   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
233
234   return ind_vm;
235 }
236
237 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
238  *  @ingroup msg_VMs
239  */
240 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
241 {
242   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
243     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
244
245   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
246   if (MSG_vm_is_running(vm))
247       simcall_vm_shutdown(vm);
248
249   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
250     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
251     DIE_IMPOSSIBLE;
252   }
253
254   /* Then, destroy the VM object */
255   simcall_vm_destroy(vm);
256
257   TRACE_msg_vm_end(vm);
258 }
259
260
261 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
262  *  @ingroup msg_VMs
263  *
264  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
265  *
266  */
267 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
268 {
269   simcall_vm_start(vm);
270
271   TRACE_msg_vm_start(vm);
272 }
273
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
280  * use a #MSG_process_sleep() or something. 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
291
292 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
293  * source and destination PMs. mbox_ctl is used to detect the completion of a
294  * migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
295 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(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("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
302 }
303
304 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
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("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
311 }
312
313 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
314 {
315   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
316   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
317   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
318
319   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
320 }
321
322 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
323 {
324   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
325   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
326   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
327
328   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
329 }
330
331 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
332 {
333   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
334   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
335   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
336
337   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
338 }
339
340
341 struct migration_session {
342   msg_vm_t vm;
343   msg_host_t src_pm;
344   msg_host_t dst_pm;
345
346   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
347    * know the completion of the migration. */
348   char *mbox_ctl;
349   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration
350    * data. */
351   char *mbox;
352 };
353
354
355 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
356 {
357   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
358
359   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
360   struct migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
361
362   s_vm_params_t params;
363   ms->vm->get_parameters(&params);
364
365   int need_exit = 0;
366
367   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
368
369   int ret = 0;
370   for (;;) {
371     msg_task_t task = NULL;
372     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
373     {
374       if (ret != MSG_OK) {
375         // An error occured, clean the code and return
376         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
377         xbt_free(finalize_task_name);
378         return 0;
379       }
380     }
381
382     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
383       need_exit = 1;
384
385     MSG_task_destroy(task);
386
387     if (need_exit)
388       break;
389   }
390
391   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
392   // Hence complete the migration
393
394   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
395   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms structure at the begining and free it at the end of each function)
396    msg_vm_t vm = ms->vm;
397    msg_host_t src_pm = ms->src_pm;
398    msg_host_t dst_pm = ms-> dst_pm;
399    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
400
401 // // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an inconsistent state
402 // // I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
403 //  /* deinstall the current affinity setting for the CPU */
404 //  simcall_vm_set_affinity(vm, src_pm, 0);
405 //
406 //  /* Update the vm location */
407 //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
408 // 
409 //  /* Resume the VM */
410 //  simcall_vm_resume(vm);
411 //
412    simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm); 
413
414   /* install the affinity setting of the VM on the destination pm */
415   {
416
417     unsigned long affinity_mask = (unsigned long)(uintptr_t) xbt_dict_get_or_null_ext(priv->affinity_mask_db, (char *)dst_pm, sizeof(msg_host_t));
418     simcall_vm_set_affinity(vm, dst_pm, affinity_mask);
419     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", affinity_mask, MSG_host_get_name(dst_pm), MSG_host_get_name(vm));
420   }
421
422   {
423
424    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
425    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
426    priv->is_migrating = 0;
427    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)",
428       sg_host_get_name(ms->vm), sg_host_get_name(ms->src_pm),
429       sg_host_get_name(ms->dst_pm));
430    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
431   }
432   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
433   {
434     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
435     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
436     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
437     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
438     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
439       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM has been correctly migrated on the DST node
440       // TODO What does it mean ? What should we do ?
441       MSG_task_destroy(task);
442     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
443       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
444       MSG_task_destroy(task);
445     }
446
447     xbt_free(task_name);
448   }
449
450
451   xbt_free(finalize_task_name);
452
453   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
454
455   return 0;
456 }
457
458 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
459 {
460   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
461
462   char *key = NULL;
463   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
464   dirty_page_t dp = NULL;
465   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
466     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
467     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
468     dp->prev_remaining = remaining;
469
470     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
471   }
472 }
473
474 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
475 {
476   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
477   priv->dp_enabled = 1;
478
479   reset_dirty_pages(vm);
480 }
481
482 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
483 {
484   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
485   priv->dp_enabled = 0;
486 }
487
488 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
489 {
490   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
491   double duration = clock - dp->prev_clock;
492
493   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
494       key, sg_host_get_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
495
496   return computed;
497 }
498
499 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
500 {
501   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
502   double total = 0;
503
504   char *key = NULL;
505   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
506   dirty_page_t dp = NULL;
507   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
508     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
509
510     double clock = MSG_get_clock();
511
512     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
513     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
514
515     dp->prev_remaining = remaining;
516     dp->prev_clock = clock;
517   }
518
519   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
520
521   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
522       stage_for_fancy_debug,
523       stage2_round_for_fancy_debug,
524       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
525
526
527
528   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
529
530
531   return total;
532 }
533
534 // TODO Is this code redundant with the information provided by
535 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
536 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
537 {
538   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
539   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
540   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
541
542   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
543   dp->task = task;
544
545   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
546   if (priv->dp_enabled) {
547     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
548     dp->prev_remaining = remaining;
549   }
550
551   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
552   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
553   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_get_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
554
555   xbt_free(key);
556 }
557
558 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
559 {
560   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
561
562   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
563
564   dirty_page_t dp = (dirty_page_t) xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
565   xbt_assert(dp->task == task);
566
567   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
568    * computation has been done until now, and keep the information for the
569    * lookup_() function that will called soon. */
570   if (priv->dp_enabled) {
571     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
572     double clock = MSG_get_clock();
573     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
574     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
575
576     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
577   }
578
579   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
580   xbt_free(dp);
581
582   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_get_name(host));
583
584   xbt_free(key);
585 }
586
587
588
589
590 static sg_size_t send_migration_data(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm,
591     sg_size_t size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
592 {
593   sg_size_t sent = 0;
594   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
595   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, (double)size, NULL);
596
597   /* TODO: clean up */
598
599   double clock_sta = MSG_get_clock();
600
601   msg_error_t ret;
602   if (mig_speed > 0)
603     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
604   else
605     ret = MSG_task_send(task, mbox);
606
607   xbt_free(task_name);
608
609   if (ret == MSG_OK) {
610     sent = size;
611   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
612     sg_size_t remaining = (sg_size_t)MSG_task_get_remaining_communication(task);
613     sent = size - remaining;
614     XBT_INFO("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu",
615         timeout, remaining, size);
616   }
617
618   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
619   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
620     //XBT_INFO("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
621     MSG_task_destroy(task);
622     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
623   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
624     //XBT_INFO("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
625     MSG_task_destroy(task);
626     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
627   }
628
629   double clock_end = MSG_get_clock();
630   double duration = clock_end - clock_sta;
631   double actual_speed = size / duration;
632
633   if (stage == 2)
634     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
635   else
636     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
637
638   return sent;
639 }
640
641 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
642 {
643   double updated_size = computed * dp_rate;
644   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
645   if (updated_size > dp_cap) {
646     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
647     updated_size = dp_cap;
648   }
649
650   return (sg_size_t) updated_size;
651 }
652
653 static double send_stage1(struct migration_session *ms,
654     sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate, double dp_cap)
655 {
656
657   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
658   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
659   sg_size_t remaining = ramsize;
660   double computed_total = 0;
661
662   while (remaining > 0) {
663     sg_size_t datasize = chunksize;
664     if (remaining < chunksize)
665       datasize = remaining;
666
667     remaining -= datasize;
668     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
669     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
670     computed_total += computed;
671   }
672
673   return computed_total;
674 }
675
676
677
678 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
679 {
680   return max_downtime * bandwidth;
681 }
682
683 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
684 {
685   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
686
687   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
688   migration_session *ms = 
689     (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
690
691   s_vm_params_t params;
692   ms->vm->get_parameters(&params);
693   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
694   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
695   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
696   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
697   const double dp_rate      = params.dp_rate;
698   const double dp_cap       = params.dp_cap;
699   const double mig_speed    = params.mig_speed;
700   double max_downtime       = params.max_downtime;
701
702   /* hard code it temporally. Fix Me */
703 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
704   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
705
706   double remaining_size = (double) (ramsize + devsize);
707   double threshold = 0.0;
708
709   /* check parameters */
710   if (ramsize == 0)
711     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
712
713   if (max_downtime == 0) {
714     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
715     max_downtime = 0.03;
716   }
717
718   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
719   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
720   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
721
722   double computed_during_stage1 = 0;
723   if (!skip_stage1) {
724     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
725
726     TRY {
727       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory
728        * pages even though the duration of this tranfer exceeds the timeout
729        * value. */
730       XBT_INFO("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
731       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
732       remaining_size -= sent;
733       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
734
735       if (sent < ramsize) {
736         XBT_INFO("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
737         skip_stage2 = 1;
738       } else if (sent > ramsize)
739         XBT_CRITICAL("bug");
740
741     } CATCH_ANONYMOUS {
742       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
743       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
744       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
745       return 0;
746     }
747
748     double clock_post_send = MSG_get_clock();
749     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
750     if (mig_timeout < 0) {
751       XBT_INFO("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
752           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
753       skip_stage2 = 1;
754     }
755
756     /* estimate bandwidth */
757     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
758     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
759     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
760   }
761
762
763   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
764    * becomes smaller than the threshold value. */
765  if (! skip_stage2) {
766
767   int stage2_round = 0;
768   for (;;) {
769
770     sg_size_t updated_size = 0;
771     if (stage2_round == 0) {
772       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the
773        * data updated during stage1 */
774       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
775     } else {
776       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
777       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
778     }
779
780     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
781         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
782
783
784     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so,
785      * move to stage 3. */
786     remaining_size += updated_size;
787     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
788         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
789     if (remaining_size < threshold)
790       break;
791
792
793     sg_size_t sent = 0;
794     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
795     TRY {
796       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
797       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed, mig_timeout);
798     } CATCH_ANONYMOUS {
799       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
800       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
801       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
802       return 0;
803     }
804     double clock_post_send = MSG_get_clock();
805
806     if (sent == updated_size) {
807       /* timeout did not happen */
808       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
809       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
810       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
811       remaining_size -= sent;
812       stage2_round += 1;
813       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
814       xbt_assert(mig_timeout > 0);
815
816     } else if (sent < updated_size) {
817       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
818        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
819       XBT_INFO("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
820           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
821       remaining_size -= sent;
822
823       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
824       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
825       remaining_size += updated_size;
826       break;
827
828     } else
829       XBT_CRITICAL("bug");
830   }
831  }
832
833   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
834   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
835   simcall_vm_suspend(ms->vm);
836   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
837
838   TRY {
839     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
840     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, (sg_size_t)remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
841   } CATCH_ANONYMOUS {
842     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
843     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
844     simcall_vm_resume(ms->vm);
845     return 0;
846   }
847
848   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate effectively the VM on the DST node.
849   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
850
851   return 0;
852 }
853
854
855
856 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
857 {
858   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
859   ms->vm = vm;
860   ms->src_pm = src_pm;
861   ms->dst_pm = dst_pm;
862   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
863   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
864  
865
866   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
867   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
868
869 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
870 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
871 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
872 #if 1
873  {
874  char **argv = xbt_new(char *, 2);
875  argv[0] = pr_rx_name;
876  argv[1] = NULL;
877 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
878  }
879  {
880  char **argv = xbt_new(char *, 2);
881  argv[0] = pr_tx_name;
882  argv[1] = NULL;
883 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
884  }
885 #endif
886
887   /* wait until the migration have finished or on error has occured */
888   {
889     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
890     msg_task_t task = NULL;
891     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
892     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
893      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
894
895     xbt_free(ms->mbox_ctl);
896     xbt_free(ms->mbox);
897     xbt_free(ms);
898    
899     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
900     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
901         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the other side.
902         // Hence, just throw the execption
903         XBT_INFO("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
904         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is required or not 
905         return -1; 
906     } 
907     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){ // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
908         XBT_INFO("DST crashes, throw an exception (m-control)");
909         return -2;  
910     }
911
912    
913     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
914     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
915     xbt_free(expected_task_name);
916     MSG_task_destroy(task);
917     return 0;
918   }
919 }
920
921
922
923
924 /** @brief Migrate the VM to the given host.
925  *  @ingroup msg_VMs
926  *
927  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
928  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
929  * migration.
930  */
931 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
932 {
933   /* some thoughts:
934    * - One approach is ...
935    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
936    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
937    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
938    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
939    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
940    *     consuming resources.
941    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
942    *     will work for this?
943    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
944    *     for the destination VM?
945    *
946    * - Another one is ...
947    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
948    *   physical host.
949    *
950    * The second one would be easier.
951    *  
952    */
953
954   msg_host_t old_pm = (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
955
956   if(MSG_host_is_off(old_pm))
957     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(old_pm));
958  
959   if(MSG_host_is_off(new_pm))
960     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(new_pm));
961   
962   if (!MSG_vm_is_running(vm))
963     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_get_name(vm));
964
965   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
966     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_get_name(vm));
967
968   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
969   priv->is_migrating = 1;
970
971   {
972   
973     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
974     if (ret == -1){
975      priv->is_migrating = 0;
976      THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
977     }
978     else if(ret == -2){
979      priv->is_migrating = 0;
980      THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
981     }
982   }
983
984   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration process
985   // In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
986   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
987   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
988 }
989
990
991 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
992  *  @ingroup msg_VMs
993  *
994  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
995  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
996  *
997  * No suspension cost occurs.
998  */
999 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1000 {
1001   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1002     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
1003
1004   simcall_vm_suspend(vm);
1005
1006   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1007
1008   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1009 }
1010
1011
1012 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1013  *  @ingroup msg_VMs
1014  *
1015  * No resume cost occurs.
1016  */
1017 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1018 {
1019   simcall_vm_resume(vm);
1020
1021   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1022 }
1023
1024
1025 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1026  *  @ingroup msg_VMs
1027  *
1028  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
1029  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
1030  *
1031  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1032  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1033  * of VM save to you.
1034  */
1035 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1036 {
1037   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1038     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
1039
1040   simcall_vm_save(vm);
1041   TRACE_msg_vm_save(vm);
1042 }
1043
1044 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1045  *  @ingroup msg_VMs
1046  *
1047  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1048  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1049  * of VM restore to you.
1050  */
1051 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1052 {
1053   simcall_vm_restore(vm);
1054
1055   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1056 }
1057
1058
1059 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1060  *  @ingroup msg_VMs
1061  */
1062 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1063 {
1064   return (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
1065 }
1066
1067
1068 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1069  *  @ingroup msg_VMs
1070  *
1071  * 1.
1072  * Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1073  *
1074  * For example,
1075  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1076  *  On VM0, there is Task2.
1077  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1078  * Then,
1079  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1080  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1081  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1082  *
1083  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a
1084  * task on the VM does not affect the bound of the dummy CPU action. The bound
1085  * of the dummy CPU action is unlimited.
1086  *
1087  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound
1088  * of the dummy CPU action automatically. It should be the sum of all tasks on
1089  * the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1090  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of
1091  * task execution.
1092  *
1093  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to
1094  * directly set the bound of the dummy CPU action.
1095  *
1096  *
1097  * 2.
1098  * Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has
1099  * multiple CPU cores, the CPU share of a computation task (or a VM) never
1100  * exceeds the capacity of a CPU core.
1101  */
1102 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1103 {
1104   simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1105 }
1106
1107
1108 /** @brief Set the CPU affinity of a given VM.
1109  *  @ingroup msg_VMs
1110  *
1111  * This function changes the CPU affinity of a given VM. Usage is the same as
1112  * MSG_task_set_affinity(). See the MSG_task_set_affinity() for details.
1113  */
1114 void MSG_vm_set_affinity(msg_vm_t vm, msg_host_t pm, unsigned long mask)
1115 {
1116   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
1117
1118   if (mask == 0)
1119     xbt_dict_remove_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm));
1120   else
1121     xbt_dict_set_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm), (void *)(uintptr_t) mask, NULL);
1122
1123   msg_host_t pm_now = MSG_vm_get_pm(vm);
1124   if (pm_now == pm) {
1125     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1126     simcall_vm_set_affinity(vm, pm, mask);
1127   } else
1128     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s (not active now)", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1129 }