Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
more cosmectic changes - Adrien
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.c
1 /* Copyright (c) 2012. The SimGrid Team. All rights reserved.               */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 // QUESTIONS:
7 // 1./ check how and where a new VM is added to the list of the hosts
8 // 2./ Diff between SIMIX_Actions and SURF_Actions
9 // => SIMIX_actions : point synchro entre processus de niveau (theoretically speaking I do not have to create such SIMIX_ACTION
10 // =>  Surf_Actions
11
12 // TODO
13 //      MSG_TRACE can be revisited in order to use  the host
14 //      To implement a mixed model between workstation and vm_workstation,
15 //     please give a look at surf_model_private_t model_private at SURF Level and to the share resource functions
16 //     double (*share_resources) (double now);
17 //      For the action into the vm workstation model, we should be able to leverage the usual one (and if needed, look at
18 //              the workstation model.
19
20 #include "msg_private.h"
21 #include "xbt/sysdep.h"
22 #include "xbt/log.h"
23
24 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg,
25                                 "Cloud-oriented parts of the MSG API");
26
27
28 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
29
30 /** \ingroup m_vm_management
31  * \brief Returns the value of a given vm property
32  *
33  * \param vm a vm
34  * \param name a property name
35  * \return value of a property (or NULL if property not set)
36  */
37
38 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
39 {
40   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
41 }
42
43 /** \ingroup m_vm_management
44  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
45  *
46  * \param vm a vm
47  * \return a dict containing the properties
48  */
49 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
50 {
51   xbt_assert((vm != NULL), "Invalid parameters (vm is NULL)");
52
53   return (simcall_host_get_properties(vm));
54 }
55
56 /** \ingroup m_host_management
57  * \brief Change the value of a given host property
58  *
59  * \param host a host
60  * \param name a property name
61  * \param value what to change the property to
62  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
63  */
64 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
65 {
66   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
67 }
68
69 /** \ingroup msg_vm_management
70  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
71  *
72  * This is a name directory service
73  * \param name the name of a vm.
74  * \return the corresponding vm
75  *
76  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name
77  * for each VM/PM.
78  */
79
80 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
81 {
82         return MSG_get_host_by_name(name);
83 }
84
85 /** \ingroup m_vm_management
86  *
87  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
88  *
89  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return
90    its name.
91  */
92 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
93 {
94   return MSG_host_get_name(vm);
95 }
96
97
98 /* **** Check state of a VM **** */
99 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
100 {
101   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
102 }
103
104 /** @brief Returns whether the given VM has just reated, not running.
105  *  @ingroup msg_VMs
106  */
107 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
108 {
109   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
110 }
111
112 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
113  *  @ingroup msg_VMs
114  */
115 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
116 {
117   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
118 }
119
120 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
121  *  @ingroup msg_VMs
122  */
123 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
124 {
125   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_MIGRATING);
126 }
127
128 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
129  *  @ingroup msg_VMs
130  */
131 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
132 {
133   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
134 }
135
136 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
137  *  @ingroup msg_VMs
138  */
139 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
140 {
141   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
142 }
143
144 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
145  *  @ingroup msg_VMs
146  */
147 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
148 {
149   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
150 }
151
152 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
153  *  @ingroup msg_VMs
154  */
155 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
156 {
157   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
158 }
159
160
161
162 /* ------------------------------------------------------------------------- */
163 /* ------------------------------------------------------------------------- */
164
165 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
166
167 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
168  *  @ingroup msg_VMs*
169  *  All parameters are in MBytes
170  *
171  */
172 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t ind_pm, const char *name, int ncpus, int ramsize,
173                                              int net_cap, char *disk_path, int disksize,
174                                                  int mig_netspeed, int dp_intensity)
175 {
176         /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration bandwidth */
177         double host_speed = MSG_get_host_speed(ind_pm);
178         double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
179         
180         msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(ind_pm, name);
181         s_ws_params_t params;
182         memset(&params, 0, sizeof(params));
183         params.ramsize = 1L * 1024 * 1024 * ramsize;
184         //params.overcommit = 0;
185         params.devsize = 0;
186         params.skip_stage2 = 0;
187         params.max_downtime = 0.03;
188         params.dp_rate = (update_speed * 1L * 1024 * 1024 ) / host_speed; 
189         params.dp_cap = params.ramsize / 0.9; // working set memory is 90%
190         params.mig_speed = 1L * 1024 * 1024 * mig_netspeed; // mig_speed
191
192    //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);
193         simcall_host_set_params(vm, &params);
194
195         return vm;
196 }
197
198
199 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
200  *  @ingroup msg_VMs*
201  *
202  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
203  */
204 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
205 {
206   /* make sure the VM of the same name does not exit */
207   {
208     void *ind_host_tmp = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, name);
209     if (ind_host_tmp) {
210       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
211       return NULL;
212     }
213   }
214
215   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
216   msg_vm_t ind_vm = NULL;
217   void *ind_vm_workstation =  NULL;
218
219   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
220   ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
221   ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
222
223   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
224
225   #ifdef HAVE_TRACING
226   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
227   #endif
228
229   return ind_vm;
230 }
231
232 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
233  *  @ingroup msg_VMs
234  */
235 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
236 {
237   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
238   if (MSG_vm_is_running(vm))
239       simcall_vm_shutdown(vm);
240
241   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
242     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
243     DIE_IMPOSSIBLE;
244   }
245
246   /* Then, destroy the VM object */
247   simcall_vm_destroy(vm);
248
249   __MSG_host_destroy(vm);
250
251   #ifdef HAVE_TRACING
252   TRACE_msg_vm_end(vm);
253   #endif
254 }
255
256
257 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
258  *  @ingroup msg_VMs
259  *
260  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
261  *
262  */
263 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
264 {
265   simcall_vm_start(vm);
266
267   #ifdef HAVE_TRACING
268   TRACE_msg_vm_start(vm);
269   #endif
270 }
271
272
273
274 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
275  *  @ingroup msg_VMs
276  *
277  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to
278  * use a #MSG_process_sleep() or something. I'm not quite sure.
279  */
280 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
281 {
282   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
283   simcall_vm_shutdown(vm);
284
285   // #ifdef HAVE_TRACING
286   // TRACE_msg_vm_(vm);
287   // #endif
288 }
289
290
291
292 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
293  * source and destiantion 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(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
296 {
297   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
298 }
299
300 static inline char *get_mig_mbox_ctl(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
301 {
302   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
303 }
304
305 static inline char *get_mig_process_tx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
306 {
307   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
308 }
309
310 static inline char *get_mig_process_rx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
311 {
312   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
313 }
314
315 static inline char *get_mig_task_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name, int stage)
316 {
317   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
318 }
319
320 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio);
321
322 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
323 {
324   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
325
326   xbt_assert(argc == 4);
327   const char *vm_name = argv[1];
328   const char *src_pm_name  = argv[2];
329   const char *dst_pm_name  = argv[3];
330   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
331   msg_vm_t dst_pm = MSG_get_host_by_name(dst_pm_name);
332
333
334   s_ws_params_t params;
335   simcall_host_get_params(vm, &params);
336   const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
337
338
339   int need_exit = 0;
340
341   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
342   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
343   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 3);
344
345   for (;;) {
346     msg_task_t task = NULL;
347     MSG_task_recv(&task, mbox);
348     {
349       double received = MSG_task_get_data_size(task);
350       /* TODO: clean up */
351       // const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
352       launch_deferred_exec_process(vm, received * xfer_cpu_overhead, 1);
353     }
354
355     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
356       need_exit = 1;
357
358     MSG_task_destroy(task);
359
360     if (need_exit)
361       break;
362   }
363
364
365   simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
366   simcall_vm_resume(vm);
367
368   {
369     char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 4);
370
371     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
372     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox_ctl);
373     xbt_assert(ret == MSG_OK);
374
375     xbt_free(task_name);
376   }
377
378
379   xbt_free(mbox);
380   xbt_free(mbox_ctl);
381   xbt_free(finalize_task_name);
382
383   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
384
385   return 0;
386 }
387
388 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
389 {
390   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
391
392   char *key = NULL;
393   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
394   dirty_page_t dp = NULL;
395   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
396     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
397     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
398     dp->prev_remaining = remaining;
399
400     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
401   }
402 }
403
404 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
405 {
406   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
407   priv->dp_enabled = 1;
408
409   reset_dirty_pages(vm);
410 }
411
412 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
413 {
414   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
415   priv->dp_enabled = 0;
416 }
417
418 #if 0
419 /* It might be natural that we define dp_rate for each task. But, we will also
420  * have to care about how each task behavior affects the memory update behavior
421  * at the operating system level. It may not be easy to model it with a simple algorithm. */
422 double calc_updated_pages(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
423 {
424     double computed = dp->prev_remaining - remaining;
425     double duration = clock - dp->prev_clock;
426     double updated = dp->task->dp_rate * computed;
427
428     XBT_INFO("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
429         key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
430     XBT_INFO("%s@%s: updated %f bytes, %f Mbytes/s",
431         key, sg_host_name(vm), updated, updated / duration / 1000 / 1000);
432
433     return updated;
434 }
435 #endif
436
437 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
438 {
439   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
440   double duration = clock - dp->prev_clock;
441
442   XBT_DEBUG("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
443       key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
444
445   return computed;
446 }
447
448 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
449 {
450   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
451   double total = 0;
452
453   char *key = NULL;
454   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
455   dirty_page_t dp = NULL;
456   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
457     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
458    
459          double clock = MSG_get_clock();
460
461     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
462     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
463
464     dp->prev_remaining = remaining;
465     dp->prev_clock = clock;
466   }
467
468   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
469
470   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
471       stage_for_fancy_debug,
472       stage2_round_for_fancy_debug,
473       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
474
475
476
477   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
478
479
480   return total;
481 }
482
483 // TODO Is this code redundant with the information provided by
484 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
485 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
486 {
487   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
488   double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
489   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
490
491   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
492   dp->task = task;
493
494   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
495   if (priv->dp_enabled) {
496     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
497     dp->prev_remaining = remaining;
498   }
499
500   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
501   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
502   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
503
504   xbt_free(key);
505 }
506
507 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
508 {
509   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
510
511   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
512
513   dirty_page_t dp = xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
514   xbt_assert(dp->task == task);
515
516   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
517    * computaion has been done until now, and keep the information for the
518    * lookup_() function that will called soon. */
519   if (priv->dp_enabled) {
520     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
521     double clock = MSG_get_clock();
522     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
523     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
524
525     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
526   }
527
528   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
529   xbt_free(dp);
530
531   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_name(host));
532
533   xbt_free(key);
534 }
535
536
537 static int deferred_exec_fun(int argc, char *argv[])
538 {
539   xbt_assert(argc == 3);
540   const char *comp_str = argv[1];
541   double computaion = atof(comp_str);
542   const char *prio_str = argv[2];
543   double prio = atof(prio_str);
544
545   msg_task_t task = MSG_task_create("__task_deferred", computaion, 0, NULL);
546   // XBT_INFO("exec deferred %f", computaion);
547
548   /* dpt is the results of the VM activity */
549   MSG_task_set_priority(task, prio);
550   MSG_task_execute(task);
551
552
553
554   MSG_task_destroy(task);
555
556   return 0;
557 }
558
559 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio)
560 {
561   char *pr_name = bprintf("__pr_deferred_exec_%s", MSG_host_get_name(host));
562
563   int nargvs = 4;
564   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
565   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
566   argv[1] = bprintf("%lf", computation);
567   argv[2] = bprintf("%lf", prio);
568   argv[3] = NULL;
569
570   MSG_process_create_with_arguments(pr_name, deferred_exec_fun, NULL, host, nargvs - 1, argv);
571
572   xbt_free(pr_name);
573 }
574
575
576 static int task_tx_overhead_fun(int argc, char *argv[])
577 {
578   xbt_assert(argc == 2);
579   const char *mbox = argv[1];
580
581   int need_exit = 0;
582
583   // XBT_INFO("start %s", mbox);
584
585   for (;;) {
586     msg_task_t task = NULL;
587     MSG_task_recv(&task, mbox);
588
589     // XBT_INFO("task->name %s", task->name);
590
591     if (strcmp(task->name, "finalize_making_overhead") == 0)
592       need_exit = 1;
593
594     // XBT_INFO("exec");
595     // MSG_task_set_priority(task, 1000000);
596     MSG_task_execute(task);
597     MSG_task_destroy(task);
598
599     if (need_exit)
600       break;
601   }
602
603   // XBT_INFO("bye");
604
605   return 0;
606 }
607
608 static void start_overhead_process(msg_task_t comm_task)
609 {
610   char *pr_name = bprintf("__pr_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
611   char *mbox    = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
612
613   int nargvs = 3;
614   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
615   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
616   argv[1] = xbt_strdup(mbox);
617   argv[2] = NULL;
618
619   // XBT_INFO("micro start: mbox %s", mbox);
620   MSG_process_create_with_arguments(pr_name, task_tx_overhead_fun, NULL, MSG_host_self(), nargvs - 1, argv);
621
622   xbt_free(pr_name);
623   xbt_free(mbox);
624 }
625
626 static void shutdown_overhead_process(msg_task_t comm_task)
627 {
628   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
629
630   msg_task_t task = MSG_task_create("finalize_making_overhead", 0, 0, NULL);
631
632   // XBT_INFO("micro shutdown: mbox %s", mbox);
633   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
634   xbt_assert(ret == MSG_OK);
635
636   xbt_free(mbox);
637   // XBT_INFO("shutdown done");
638 }
639
640 static void request_overhead(msg_task_t comm_task, double computation)
641 {
642   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
643
644   msg_task_t task = MSG_task_create("micro", computation, 0, NULL);
645
646   // XBT_INFO("req overhead");
647   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
648   xbt_assert(ret == MSG_OK);
649
650   xbt_free(mbox);
651 }
652
653 /* alpha is (floating_operations / bytes).
654  *
655  * When actual migration traffic was 32 mbytes/s, we observed the CPU
656  * utilization of the main thread of the Qemu process was 10 %. 
657  *   alpha = 0.1 * C / (32 * 1024 * 1024)
658  * where the CPU capacity of the PM is C flops/s.
659  *
660  * */
661 static void task_send_bounded_with_cpu_overhead(msg_task_t comm_task, char *mbox, double mig_speed, double alpha)
662 {
663   const double chunk_size = 1024 * 1024 * 10;
664   double remaining = MSG_task_get_data_size(comm_task);
665
666   start_overhead_process(comm_task);
667
668
669   while (remaining > 0) {
670     double data_size = chunk_size;
671     if (remaining < chunk_size)
672       data_size = remaining;
673
674     remaining -= data_size;
675
676     // XBT_INFO("remaining %f bytes", remaining);
677
678
679     double clock_sta = MSG_get_clock();
680
681     /* create a micro task */
682     {
683       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
684       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, 0, data_size, NULL);
685
686       request_overhead(comm_task, data_size * alpha);
687
688       msg_error_t ret = MSG_task_send(mtask, mbox);
689       xbt_assert(ret == MSG_OK);
690
691       xbt_free(mtask_name);
692     }
693
694 #if 0
695     {
696       /* In the real world, sending data involves small CPU computation. */
697       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
698       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, data_size * alpha, data_size, NULL);
699       MSG_task_execute(mtask);
700       MSG_task_destroy(mtask);
701       xbt_free(mtask_name);
702     }
703 #endif
704    
705     /* TODO */
706
707     double clock_end = MSG_get_clock();
708
709
710     if (mig_speed > 0) {
711       /*
712        * (max bandwidth) > data_size / ((elapsed time) + time_to_sleep)
713        *
714        * Thus, we get
715        *   time_to_sleep > data_size / (max bandwidth) - (elapsed time)
716        *
717        * If time_to_sleep is smaller than zero, the elapsed time was too big. We
718        * do not need a micro sleep.
719        **/
720       double time_to_sleep = data_size / mig_speed - (clock_end - clock_sta);
721       if (time_to_sleep > 0)
722         MSG_process_sleep(time_to_sleep);
723
724
725       //XBT_INFO("duration %f", clock_end - clock_sta);
726       //XBT_INFO("time_to_sleep %f", time_to_sleep);
727     }
728   }
729
730   // XBT_INFO("%s", MSG_task_get_name(comm_task));
731   shutdown_overhead_process(comm_task);
732
733 }
734
735
736 #if 0
737 static void make_cpu_overhead_of_data_transfer(msg_task_t comm_task, double init_comm_size)
738 {
739   double prev_remaining = init_comm_size;
740
741   for (;;) {
742     double remaining = MSG_task_get_remaining_communication(comm_task);
743     if (remaining == 0)
744       need_exit = 1;
745
746     double sent = prev_remaining - remaining;
747     double comp_size = sent * overhead;
748
749
750     char *comp_task_name = bprintf("__sender_overhead%s", MSG_task_get_name(comm_task));
751     msg_task_t comp_task = MSG_task_create(comp_task_name, comp_size, 0, NULL);
752     MSG_task_execute(comp_task);
753     MSG_task_destroy(comp_task);
754
755     if (need_exit)
756       break;
757
758     prev_remaining = remaining;
759
760   }
761
762   xbt_free(comp_task_name);
763 }
764 #endif
765
766 #define USE_MICRO_TASK 1
767
768 #if 0
769 // const double alpha = 0.1L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
770 // const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
771 // const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
772 // const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
773 // const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (24L * 1024 * 1024);   // makes super good values for 32 mbytes/s
774 //const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
775 // const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
776 ////const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
777 // const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
778 // const double alpha = 0.66L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
779 // const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
780
781 /* CPU 22% when 80Mbyte/s */
782 const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
783 #endif
784
785
786 static void send_migration_data(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
787     double size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead)
788 {
789   char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
790   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
791
792   /* TODO: clean up */
793
794   double clock_sta = MSG_get_clock();
795
796 #ifdef USE_MICRO_TASK
797
798   task_send_bounded_with_cpu_overhead(task, mbox, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
799
800 #else
801   msg_error_t ret;
802   if (mig_speed > 0)
803     ret = MSG_task_send_bounded(task, mbox, mig_speed);
804   else
805     ret = MSG_task_send(task, mbox);
806   xbt_assert(ret == MSG_OK);
807 #endif
808
809   double clock_end = MSG_get_clock();
810   double duration = clock_end - clock_sta;
811   double actual_speed = size / duration;
812 #ifdef USE_MICRO_TASK
813   double cpu_utilization = size * xfer_cpu_overhead / duration / 1.0E8;
814 #else
815   double cpu_utilization = 0;
816 #endif
817
818
819
820
821   if (stage == 2){
822     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %f duration %f actual_speed %f (target %f) cpu %f", stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed, cpu_utilization);}
823   else{
824     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %f duration %f actual_speed %f (target %f) cpu %f", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed, cpu_utilization);
825   }
826
827   xbt_free(task_name);
828
829
830
831 #ifdef USE_MICRO_TASK
832   /* The name of a micro task starts with __micro, which does not match the
833    * special name that finalizes the receiver loop. Thus, we send the special task.
834    **/
835   {
836     if (stage == 3) {
837       char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
838       msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
839       msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
840       xbt_assert(ret == MSG_OK);
841       xbt_free(task_name);
842     }
843   }
844 #endif
845 }
846
847 static double get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
848 {
849   double updated_size = computed * dp_rate;
850   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
851   if (updated_size > dp_cap) {
852     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
853     updated_size = dp_cap;
854   }
855
856   return updated_size;
857 }
858
859 static double send_stage1(msg_host_t vm, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
860     long ramsize, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead, double dp_rate, double dp_cap, double dpt_cpu_overhead)
861 {
862   const char *vm_name = MSG_host_get_name(vm);
863   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
864
865   const long chunksize = 1024 * 1024 * 100;
866   long remaining = ramsize;
867   double computed_total = 0;
868
869   while (remaining > 0) {
870     long datasize = chunksize;
871     if (remaining < chunksize)
872       datasize = remaining;
873
874     remaining -= datasize;
875
876     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, datasize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
877
878     double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 1, 0);
879     computed_total += computed;
880
881     {
882       double updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
883
884       double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
885       launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
886     }
887   }
888
889   return computed_total;
890 }
891
892
893
894
895 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
896 {
897   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
898
899   xbt_assert(argc == 4);
900   const char *vm_name = argv[1];
901   const char *src_pm_name  = argv[2];
902   const char *dst_pm_name  = argv[3];
903   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
904
905
906   s_ws_params_t params;
907   simcall_host_get_params(vm, &params);
908   const long ramsize        = params.ramsize;
909   const long devsize        = params.devsize;
910   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
911   const int skip_stage2     = params.skip_stage2;
912   const double dp_rate      = params.dp_rate;
913   const double dp_cap       = params.dp_cap;
914   const double mig_speed    = params.mig_speed;
915   const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
916   const double dpt_cpu_overhead = params.dpt_cpu_overhead;
917
918   double remaining_size = ramsize + devsize;
919
920   double max_downtime = params.max_downtime;
921   if (max_downtime == 0) {
922     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
923     max_downtime = 0.03;
924   }
925
926   /* This value assumes the network link is 1Gbps. */
927   double threshold = max_downtime * 125 * 1024 * 1024;
928
929   /* setting up parameters has done */
930
931
932   if (ramsize == 0)
933     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
934
935   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
936
937   XBT_INFO("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
938
939   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
940   start_dirty_page_tracking(vm);
941
942   double computed_during_stage1 = 0;
943   if (!skip_stage1) {
944     // send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
945
946     /* send ramsize, but split it */
947     computed_during_stage1 = send_stage1(vm, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mig_speed, xfer_cpu_overhead, dp_rate, dp_cap, dpt_cpu_overhead);
948     remaining_size -= ramsize;
949   }
950
951
952   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
953    * becomes smaller than the threshold value. */
954   if (skip_stage2)
955     goto stage3;
956   if (max_downtime == 0) {
957     XBT_WARN("no max_downtime parameter, skip stage2");
958     goto stage3;
959   }
960
961
962   int stage2_round = 0;
963   for (;;) {
964
965     double updated_size = 0;
966     if (stage2_round == 0)  {
967       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
968       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
969     } else {
970       double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 2, stage2_round);
971       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
972     }
973
974     XBT_INFO("mig-stage 2:%d updated_size %f computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
975         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
976
977
978     if (stage2_round != 0) {
979       /* during stage1, we have already created overhead tasks */
980       double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
981       XBT_DEBUG("updated %f overhead %f", updated_size, overhead);
982       launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
983     }
984
985
986     {
987       remaining_size += updated_size;
988
989       XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
990           remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
991
992       if (remaining_size < threshold)
993         break;
994     }
995
996
997     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, updated_size, mbox, 2, stage2_round, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
998
999     remaining_size -= updated_size;
1000     stage2_round += 1;
1001   }
1002
1003
1004 stage3:
1005   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
1006   XBT_INFO("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
1007   simcall_vm_suspend(vm);
1008   stop_dirty_page_tracking(vm);
1009
1010   send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, remaining_size, mbox, 3, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
1011
1012   xbt_free(mbox);
1013
1014   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
1015
1016   return 0;
1017 }
1018
1019
1020
1021 static void do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
1022 {
1023   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1024
1025   {
1026     char *pr_name = get_mig_process_rx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1027     int nargvs = 5;
1028     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
1029     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
1030     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
1031     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
1032     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
1033     argv[4] = NULL;
1034
1035     MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_rx_fun, NULL, dst_pm, nargvs - 1, argv);
1036
1037     xbt_free(pr_name);
1038   }
1039
1040   {
1041     char *pr_name = get_mig_process_tx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
1042     int nargvs = 5;
1043     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
1044     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
1045     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
1046     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
1047     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
1048     argv[4] = NULL;
1049     MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_tx_fun, NULL, src_pm, nargvs - 1, argv);
1050
1051     xbt_free(pr_name);
1052   }
1053
1054   /* wait until the migration have finished */
1055   {
1056     msg_task_t task = NULL;
1057     msg_error_t ret = MSG_task_recv(&task, mbox_ctl);
1058     xbt_assert(ret == MSG_OK);
1059
1060     char *expected_task_name = get_mig_task_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm), 4);
1061     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
1062     xbt_free(expected_task_name);
1063   }
1064
1065   xbt_free(mbox_ctl);
1066 }
1067
1068
1069 /** @brief Migrate the VM to the given host.
1070  *  @ingroup msg_VMs
1071  *
1072  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
1073  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
1074  * migration.
1075  */
1076 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
1077 {
1078   /* some thoughts:
1079    * - One approach is ...
1080    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
1081    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
1082    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
1083    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
1084    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
1085    *     consuming resources.
1086    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
1087    *     will work for this?
1088    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
1089    *     for the destination VM?
1090    *
1091    * - Another one is ...
1092    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
1093    *   physical host.
1094    *
1095    * The second one would be easier.
1096    *   
1097    */
1098
1099   msg_host_t old_pm = simcall_vm_get_pm(vm);
1100
1101   if (simcall_vm_get_state(vm) != SURF_VM_STATE_RUNNING)
1102     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_name(vm));
1103
1104   do_migration(vm, old_pm, new_pm);
1105
1106
1107
1108   XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
1109
1110   #ifdef HAVE_TRACING
1111   TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
1112   #endif
1113 }
1114
1115
1116 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
1117  *  @ingroup msg_VMs
1118  *
1119  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1120  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1121  *
1122  * No suspension cost occurs.
1123  */
1124 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1125 {
1126   simcall_vm_suspend(vm);
1127
1128   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1129
1130   #ifdef HAVE_TRACING
1131   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1132   #endif
1133 }
1134
1135
1136 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1137  *  @ingroup msg_VMs
1138  *
1139  * No resume cost occurs.
1140  */
1141 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1142 {
1143   simcall_vm_resume(vm);
1144
1145   #ifdef HAVE_TRACING
1146   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1147   #endif
1148 }
1149
1150
1151 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1152  *  @ingroup msg_VMs
1153  *
1154  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1155  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1156  *
1157  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1158  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1159  * of VM save to you.
1160  */
1161 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1162 {
1163   simcall_vm_save(vm);
1164   #ifdef HAVE_TRACING
1165   TRACE_msg_vm_save(vm);
1166   #endif
1167 }
1168
1169 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1170  *  @ingroup msg_VMs
1171  *
1172  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1173  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1174  * of VM restore to you.
1175  */
1176 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1177 {
1178   simcall_vm_restore(vm);
1179
1180   #ifdef HAVE_TRACING
1181   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1182   #endif
1183 }
1184
1185
1186 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1187  *  @ingroup msg_VMs
1188  */
1189 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1190 {
1191   return simcall_vm_get_pm(vm);
1192 }
1193
1194
1195 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1196  *  @ingroup msg_VMs
1197  *
1198  * 1.
1199  * Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1200  *
1201  * For example,
1202  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1203  *  On VM0, there is Task2.
1204  * Now we bound 75% to Task1@PM0 and bound 25% to Task2@VM0.
1205  * Then, 
1206  *  Task1@PM0 gets 50%.
1207  *  Task2@VM0 gets 25%.
1208  * This is NOT 75% for Task1@PM0 and 25% for Task2@VM0, respectively.
1209  *
1210  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a
1211  * task on the VM does not affect the bound of the dummy CPU action. The bound
1212  * of the dummy CPU action is unlimited.
1213  *
1214  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound
1215  * of the dummy CPU action automatically. It should be the sum of all tasks on
1216  * the VM. But, this solution might be costy, because we have to scan all tasks
1217  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of
1218  * task execution.
1219  *
1220  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to
1221  * directly set the bound of the dummy CPU action.
1222  *
1223  *
1224  * 2.
1225  * Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited).
1226  */
1227 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1228 {
1229         return simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1230 }