Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
714b70f8e71b8c38bb47f85d7adaf2ab6af378ed
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.cpp
1 /* Copyright (c) 2012-2015. The SimGrid Team.
2  * All rights reserved.                                                     */
3
4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
6
7 /* TODO:
8  * 1. add the support of trace
9  * 2. use parallel tasks to simulate CPU overhead and remove the experimental code generating micro computation tasks
10  */
11
12 #include <xbt/ex.hpp>
13
14 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
15 #include <simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp>
16 #include <simgrid/s4u/host.hpp>
17
18 #include "msg_private.h"
19 #include "xbt/sysdep.h"
20 #include "xbt/log.h"
21 #include "simgrid/host.h"
22
23 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
24
25
26 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
27
28 /** \ingroup m_vm_management
29  * \brief Set the parameters of a given host
30  *
31  * \param vm a vm
32  * \param params a parameter object
33  */
34 void MSG_vm_set_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
35 {
36   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->setParameters(params);
37 }
38
39 /** \ingroup m_vm_management
40  * \brief Get the parameters of a given host
41  *
42  * \param host a host
43  * \param params a prameter object
44  */
45 void MSG_vm_get_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
46 {
47   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->parameters(params);
48 }
49
50 /* **** Check state of a VM **** */
51 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
52 {
53   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
54 }
55
56 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
57  *  @ingroup msg_VMs
58  */
59 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
60 {
61   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
62 }
63
64 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
65  *  @ingroup msg_VMs
66  */
67 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
68 {
69   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
70 }
71
72 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
73  *  @ingroup msg_VMs
74  */
75 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
76 {
77   return static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->isMigrating();
78 }
79
80 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
81  *  @ingroup msg_VMs
82  */
83 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
84 {
85   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
86 }
87
88 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
89  *  @ingroup msg_VMs
90  */
91 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
92 {
93   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
94 }
95
96 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
97  *  @ingroup msg_VMs
98  */
99 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
100 {
101   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
102 }
103
104 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
105  *  @ingroup msg_VMs
106  */
107 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
108 {
109   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
110 }
111
112 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
113 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
114  *  @ingroup msg_VMs*
115  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
116  *  @param name      [TODO]
117  *  @param ncpus     [TODO]
118  *  @param ramsize   [TODO]
119  *  @param net_cap   Maximal bandwidth that the VM can consume (in MByte/s)
120  *  @param disk_path (unused) Path to the image that boots
121  *  @param disksize  (unused) will represent the size of the VM (will be used during migrations)
122  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
123  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
124  */
125 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char *name, int ncpus, int ramsize, int net_cap, char *disk_path,
126                        int disksize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
127 {
128   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
129    * bandwidth */
130   double host_speed = MSG_host_get_speed(pm);
131   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
132
133   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(pm, name);
134   s_vm_params_t params;
135   memset(&params, 0, sizeof(params));
136   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
137   //params.overcommit = 0;
138   params.devsize = 0;
139   params.skip_stage2 = 0;
140   params.max_downtime = 0.03;
141   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
142   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
143   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
144
145   //XBT_INFO("dp rate %f migspeed : %f intensity mem : %d, updatespeed %f, hostspeed %f",params.dp_rate,
146   //         params.mig_speed, dp_intensity, update_speed, host_speed);
147   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(vm)->setParameters(&params);
148
149   return vm;
150 }
151
152 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
153  *  @ingroup msg_VMs*
154  *
155  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
156  */
157 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
158 {
159   /* make sure the VM of the same name does not exit */
160   {
161     simgrid::s4u::Host* ind_host_tmp = sg_host_by_name(name);
162     if (ind_host_tmp != nullptr && sg_host_simix(ind_host_tmp) != nullptr) {
163       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
164       return nullptr;
165     }
166   }
167
168   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
169   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
170   sg_host_t ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
171
172   msg_vm_t ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
173
174   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
175
176   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
177
178   return ind_vm;
179 }
180
181 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
182  *  @ingroup msg_VMs
183  */
184 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
185 {
186   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
187     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
188
189   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
190   if (MSG_vm_is_running(vm))
191       simcall_vm_shutdown(vm);
192
193   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
194     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
195     DIE_IMPOSSIBLE;
196   }
197
198   /* Then, destroy the VM object */
199   simcall_vm_destroy(vm);
200
201   TRACE_msg_vm_end(vm);
202 }
203
204 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
205  *  @ingroup msg_VMs
206  *
207  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
208  */
209 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
210 {
211   simcall_vm_start(vm);
212
213   TRACE_msg_vm_start(vm);
214 }
215
216 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
217  *  @ingroup msg_VMs
218  *
219  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep() or something.
220  *        I'm not quite sure.
221  */
222 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
223 {
224   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
225   simcall_vm_shutdown(vm);
226
227   // TRACE_msg_vm_(vm);
228 }
229
230 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
231  * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
232 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
233 {
234   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
235   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
236   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
237
238   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
239 }
240
241 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
242 {
243   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
244   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
245   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
246
247   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
248 }
249
250 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
251 {
252   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
253   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
254   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
255
256   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
257 }
258
259 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
260 {
261   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
262   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
263   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
264
265   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
266 }
267
268 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
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("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
275 }
276
277 struct migration_session {
278   msg_vm_t vm;
279   msg_host_t src_pm;
280   msg_host_t dst_pm;
281
282   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
283    * know the completion of the migration. */
284   char *mbox_ctl;
285   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
286   char *mbox;
287 };
288
289 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
290 {
291   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
292
293   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
294   struct migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
295
296   s_vm_params_t params;
297   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm)->parameters(&params);
298
299   int need_exit = 0;
300
301   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
302
303   int ret = 0;
304   for (;;) {
305     msg_task_t task = nullptr;
306     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
307     {
308       if (ret != MSG_OK) {
309         // An error occurred, clean the code and return
310         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
311         xbt_free(finalize_task_name);
312         return 0;
313       }
314     }
315
316     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
317       need_exit = 1;
318
319     MSG_task_destroy(task);
320
321     if (need_exit)
322       break;
323   }
324
325   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
326   // Hence complete the migration
327
328   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
329   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
330   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
331   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm);
332   msg_host_t src_pm                = ms->src_pm;
333   msg_host_t dst_pm                = ms->dst_pm;
334
335   // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an
336   // inconsistent
337   //       state. I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
338   //
339   //  /* Update the vm location */
340   //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
341   //
342   //  /* Resume the VM */
343   //  simcall_vm_resume(vm);
344   //
345   simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm);
346
347   {
348    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
349    static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_)->isMigrating = false;
350    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", sg_host_get_name(ms->vm), sg_host_get_name(ms->src_pm),
351              sg_host_get_name(ms->dst_pm));
352    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
353   }
354   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
355   {
356     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
357     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, nullptr);
358     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
359     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
360     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
361       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
362       // has been correctly migrated on the DST node
363       // TODO What does it mean ? What should we do ?
364       MSG_task_destroy(task);
365     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
366       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
367       MSG_task_destroy(task);
368     }
369     xbt_free(task_name);
370   }
371
372   xbt_free(finalize_task_name);
373
374   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
375   return 0;
376 }
377
378 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
379 {
380   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
381
382   char *key = nullptr;
383   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
384   dirty_page_t dp = nullptr;
385   if (!pimpl->dp_objs)
386     return;
387   xbt_dict_foreach (pimpl->dp_objs, cursor, key, dp) {
388     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
389     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
390     dp->prev_remaining = remaining;
391
392     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
393   }
394 }
395
396 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
397 {
398   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
399   pimpl->dp_enabled                        = 1;
400
401   reset_dirty_pages(vm);
402 }
403
404 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
405 {
406   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
407   pimpl->dp_enabled                        = 0;
408 }
409
410 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
411 {
412   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
413   double duration = clock - dp->prev_clock;
414
415   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
416       key, sg_host_get_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
417
418   return computed;
419 }
420
421 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
422 {
423   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
424   double total = 0;
425
426   char *key = nullptr;
427   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
428   dirty_page_t dp = nullptr;
429   xbt_dict_foreach (pimpl->dp_objs, cursor, key, dp) {
430     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
431
432     double clock = MSG_get_clock();
433
434     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
435     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
436
437     dp->prev_remaining = remaining;
438     dp->prev_clock = clock;
439   }
440
441   total += pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks;
442
443   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)", stage_for_fancy_debug,
444             stage2_round_for_fancy_debug, total, pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks);
445
446   pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
447
448   return total;
449 }
450
451 // TODO Is this code redundant with the information provided by
452 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
453 /** @brief take care of the dirty page tracking, in case we're adding a task to a migrating VM */
454 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
455 {
456   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
457   if (vm == nullptr)
458     return;
459   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
460
461   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
462   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
463
464   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
465   dp->task = task;
466   if (pimpl->dp_enabled) {
467     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
468     dp->prev_remaining = remaining;
469   }
470   if (!pimpl->dp_objs)
471     pimpl->dp_objs = xbt_dict_new();
472   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(pimpl->dp_objs, key) == nullptr);
473   xbt_dict_set(pimpl->dp_objs, key, dp, nullptr);
474   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_get_name(host), remaining, pimpl->dp_enabled);
475
476   xbt_free(key);
477 }
478
479 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
480 {
481   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
482   if (vm == nullptr)
483     return;
484   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
485
486   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
487   dirty_page_t dp = (dirty_page_t)(pimpl->dp_objs ? xbt_dict_get_or_null(pimpl->dp_objs, key) : NULL);
488   xbt_assert(dp->task == task);
489
490   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
491    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
492   if (pimpl->dp_enabled) {
493     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
494     double clock = MSG_get_clock();
495     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
496     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
497
498     pimpl->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
499   }
500   if (pimpl->dp_objs)
501     xbt_dict_remove(pimpl->dp_objs, key);
502   xbt_free(dp);
503
504   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_get_name(host));
505   xbt_free(key);
506 }
507
508 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,
509                                      int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
510 {
511   sg_size_t sent = 0;
512   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
513   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, (double)size, nullptr);
514
515   /* TODO: clean up */
516
517   double clock_sta = MSG_get_clock();
518
519   msg_error_t ret;
520   if (mig_speed > 0)
521     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
522   else
523     ret = MSG_task_send(task, mbox);
524
525   xbt_free(task_name);
526
527   if (ret == MSG_OK) {
528     sent = size;
529   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
530     sg_size_t remaining = (sg_size_t)MSG_task_get_remaining_communication(task);
531     sent = size - remaining;
532     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
533   }
534
535   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
536   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
537     //XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
538     MSG_task_destroy(task);
539     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
540   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
541     //XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
542     MSG_task_destroy(task);
543     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
544   }
545
546   double clock_end = MSG_get_clock();
547   double duration = clock_end - clock_sta;
548   double actual_speed = size / duration;
549
550   if (stage == 2)
551     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
552               stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
553   else
554     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
555               stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
556
557   return sent;
558 }
559
560 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
561 {
562   double updated_size = computed * dp_rate;
563   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
564   if (updated_size > dp_cap) {
565     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size,
566     //          dp_cap);
567     updated_size = dp_cap;
568   }
569
570   return (sg_size_t) updated_size;
571 }
572
573 static double send_stage1(struct migration_session *ms, sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate,
574                           double dp_cap)
575 {
576   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
577   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
578   sg_size_t remaining = ramsize;
579   double computed_total = 0;
580
581   while (remaining > 0) {
582     sg_size_t datasize = chunksize;
583     if (remaining < chunksize)
584       datasize = remaining;
585
586     remaining -= datasize;
587     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
588     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
589     computed_total += computed;
590   }
591
592   return computed_total;
593 }
594
595 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
596 {
597   return max_downtime * bandwidth;
598 }
599
600 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
601 {
602   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
603
604   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
605   migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
606
607   s_vm_params_t params;
608   static_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(ms->vm)->parameters(&params);
609   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
610   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
611   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
612   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
613   const double dp_rate      = params.dp_rate;
614   const double dp_cap       = params.dp_cap;
615   const double mig_speed    = params.mig_speed;
616   double max_downtime       = params.max_downtime;
617
618   /* hard code it temporally. Fix Me */
619 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
620   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
621
622   double remaining_size = (double) (ramsize + devsize);
623   double threshold = 0.0;
624
625   /* check parameters */
626   if (ramsize == 0)
627     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
628
629   if (max_downtime <= 0) {
630     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
631     max_downtime = 0.03;
632   }
633
634   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
635   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
636   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
637
638   double computed_during_stage1 = 0;
639   if (!skip_stage1) {
640     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
641
642     try {
643       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
644        * transfer exceeds the timeout value. */
645       XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
646       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
647       remaining_size -= sent;
648       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
649
650       if (sent < ramsize) {
651         XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
652         skip_stage2 = 1;
653       } else if (sent > ramsize)
654         XBT_CRITICAL("bug");
655
656     }
657     catch (xbt_ex& e) {
658       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
659       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
660       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
661       return 0;
662     }
663
664     double clock_post_send = MSG_get_clock();
665     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
666     if (mig_timeout < 0) {
667       XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
668           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
669       skip_stage2 = 1;
670     }
671
672     /* estimate bandwidth */
673     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
674     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
675     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
676   }
677
678
679   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
680  if (! skip_stage2) {
681
682   int stage2_round = 0;
683   for (;;) {
684
685     sg_size_t updated_size = 0;
686     if (stage2_round == 0) {
687       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
688       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
689     } else {
690       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
691       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
692     }
693
694     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
695         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
696
697     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
698     remaining_size += updated_size;
699     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
700         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
701     if (remaining_size < threshold)
702       break;
703
704     sg_size_t sent = 0;
705     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
706     try {
707       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
708       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
709                                  mig_timeout);
710     }
711     catch (xbt_ex& e) {
712       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
713       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
714       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
715       return 0;
716     }
717     double clock_post_send = MSG_get_clock();
718
719     if (sent == updated_size) {
720       /* timeout did not happen */
721       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
722       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
723       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
724       remaining_size -= sent;
725       stage2_round += 1;
726       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
727       xbt_assert(mig_timeout > 0);
728
729     } else if (sent < updated_size) {
730       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
731        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
732       XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
733           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
734       remaining_size -= sent;
735
736       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
737       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
738       remaining_size += updated_size;
739       break;
740     } else
741       XBT_CRITICAL("bug");
742   }
743  }
744
745   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
746   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
747   simcall_vm_suspend(ms->vm);
748   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
749
750   try {
751     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
752     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, (sg_size_t)remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
753   }
754   catch(xbt_ex& e) {
755     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
756     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
757     simcall_vm_resume(ms->vm);
758     return 0;
759   }
760
761   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
762   // effectively the VM on the DST node.
763   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
764
765   return 0;
766 }
767
768 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
769 {
770   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
771   ms->vm = vm;
772   ms->src_pm = src_pm;
773   ms->dst_pm = dst_pm;
774   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
775   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
776
777   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
778   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
779
780 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
781 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
782 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
783 #if 1
784  {
785  char **argv = xbt_new(char *, 2);
786  argv[0] = pr_rx_name;
787  argv[1] = nullptr;
788 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
789  }
790  {
791  char **argv = xbt_new(char *, 2);
792  argv[0] = pr_tx_name;
793  argv[1] = nullptr;
794 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
795  }
796 #endif
797
798   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
799   {
800     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
801     msg_task_t task = nullptr;
802     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
803     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
804      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
805
806     xbt_free(ms->mbox_ctl);
807     xbt_free(ms->mbox);
808     xbt_free(ms);
809
810     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
811     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
812         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
813         // other side. Hence, just throw the execption
814         XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
815         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
816                                         // required or not
817         return -1; 
818     } 
819     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){
820         // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
821         XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
822         return -2;  
823     }
824
825     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
826     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
827     xbt_free(expected_task_name);
828     MSG_task_destroy(task);
829     return 0;
830   }
831 }
832
833 /** @brief Migrate the VM to the given host.
834  *  @ingroup msg_VMs
835  *
836  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a MSG_task_send() before or after,
837  * depending on whether you want to do cold or hot migration.
838  */
839 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
840 {
841   /* some thoughts:
842    * - One approach is ...
843    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
844    *   receive the state of the source
845    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
846    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
847    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
848    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
849    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
850    *
851    * - Another one is ...
852    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
853    *
854    * The second one would be easier.
855    */
856
857   msg_host_t old_pm = (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
858
859   if(MSG_host_is_off(old_pm))
860     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(old_pm));
861
862   if(MSG_host_is_off(new_pm))
863     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(new_pm));
864
865   if (!MSG_vm_is_running(vm))
866     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_get_name(vm));
867
868   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
869     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_get_name(vm));
870
871   simgrid::surf::VirtualMachineImpl* pimpl = static_cast<simgrid::surf::VirtualMachineImpl*>(vm->pimpl_);
872   pimpl->isMigrating                       = 1;
873
874   {
875     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
876     if (ret == -1){
877       pimpl->isMigrating = 0;
878       THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
879     }
880     else if(ret == -2){
881       pimpl->isMigrating = 0;
882       THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
883     }
884   }
885
886   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration
887   // process. In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
888   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
889   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
890 }
891
892 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
893  *  @ingroup msg_VMs
894  *
895  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
896  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
897  *
898  * No suspension cost occurs.
899  */
900 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
901 {
902   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
903     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
904
905   simcall_vm_suspend(vm);
906
907   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
908
909   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
910 }
911
912 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
913  *  @ingroup msg_VMs
914  *
915  * No resume cost occurs.
916  */
917 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
918 {
919   simcall_vm_resume(vm);
920
921   TRACE_msg_vm_resume(vm);
922 }
923
924
925 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
926  *  @ingroup msg_VMs
927  *
928  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
929  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
930  *
931  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_write() before
932  * or after, depending on the exact semantic of VM save to you.
933  */
934 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
935 {
936   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
937     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
938
939   simcall_vm_save(vm);
940   TRACE_msg_vm_save(vm);
941 }
942
943 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
944  *  @ingroup msg_VMs
945  *
946  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_read() before or
947  * after, depending on the exact semantic of VM restore to you.
948  */
949 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
950 {
951   simcall_vm_restore(vm);
952
953   TRACE_msg_vm_restore(vm);
954 }
955
956 /** @brief Get the physical host of a given VM.
957  *  @ingroup msg_VMs
958  */
959 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
960 {
961   return (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
962 }
963
964 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
965  *  @ingroup msg_VMs
966  *
967  * 1. Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
968  *
969  * For example,
970  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
971  *  On VM0, there is Task2.
972  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
973  * Then,
974  *  Task1\@PM0 gets 50%.
975  *  Task2\@VM0 gets 25%.
976  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
977  *
978  * 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
979  * the dummy CPU action. The bound of the dummy CPU action is unlimited.
980  *
981  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound of the dummy CPU action automatically.
982  * It should be the sum of all tasks on the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
983  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of task execution.
984  *
985  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to directly set the bound of the dummy CPU action.
986  *
987  * 2. Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has multiple CPU cores, the CPU share of a
988  *    computation task (or a VM) never exceeds the capacity of a CPU core.
989  */
990 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
991 {
992   simcall_vm_set_bound(vm, bound);
993 }