Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
79ebf4ed18252b92d2b5206ffed0c882e8af2d25
[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/instr/instr_private.h"
15 #include "src/msg/msg_private.h"
16 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
17 #include "src/plugins/vm/VmHostExt.hpp"
18
19 #include "simgrid/host.h"
20 #include "simgrid/simix.hpp"
21
22 SG_BEGIN_DECL()
23
24 struct dirty_page {
25   double prev_clock;
26   double prev_remaining;
27   msg_task_t task;
28 };
29 typedef struct dirty_page s_dirty_page;
30 typedef struct dirty_page* dirty_page_t;
31
32 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
33
34 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
35 const char* MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
36 {
37   return vm->getCname();
38 }
39
40 /** \ingroup m_vm_management
41  * \brief Set the parameters of a given host
42  *
43  * \param vm a vm
44  * \param params a parameter object
45  */
46 void MSG_vm_set_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
47 {
48   vm->setParameters(params);
49 }
50
51 /** \ingroup m_vm_management
52  * \brief Get the parameters of a given host
53  *
54  * \param vm the vm you are interested into
55  * \param params a prameter object
56  */
57 void MSG_vm_get_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
58 {
59   vm->getParameters(params);
60 }
61
62 /* **** Check state of a VM **** */
63 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
64 {
65   return vm->pimpl_vm_ != nullptr && vm->pimpl_vm_->getState() == state;
66 }
67
68 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
69  *  @ingroup msg_VMs
70  */
71 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
72 {
73   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
74 }
75
76 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
77  *  @ingroup msg_VMs
78  */
79 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
80 {
81   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
82 }
83
84 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
85  *  @ingroup msg_VMs
86  */
87 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
88 {
89   return vm->isMigrating();
90 }
91
92 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
93  *  @ingroup msg_VMs
94  */
95 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
96 {
97   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
98 }
99
100 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
101 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
102  *  @ingroup msg_VMs*
103  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
104  *  @param name      Must be unique
105  *  @param coreAmount Must be >= 1
106  *  @param ramsize   [TODO]
107  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
108  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
109  */
110 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char* name, int coreAmount, int ramsize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
111 {
112   simgrid::vm::VmHostExt::ensureVmExtInstalled();
113
114   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration bandwidth */
115
116   msg_vm_t vm = new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, coreAmount);
117   s_vm_params_t params;
118   memset(&params, 0, sizeof(params));
119   params.ramsize = static_cast<sg_size_t>(ramsize) * 1024 * 1024;
120   params.devsize = 0;
121   params.skip_stage2 = 0;
122   params.max_downtime = 0.03;
123   params.mig_speed = static_cast<double>(mig_netspeed) * 1024 * 1024; // mig_speed
124   params.dp_intensity = static_cast<double>(dp_intensity) / 100;
125   params.dp_cap       = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
126
127   XBT_DEBUG("migspeed : %f intensity mem : %d", params.mig_speed, dp_intensity);
128   vm->setParameters(&params);
129
130   return vm;
131 }
132
133 /** @brief Create a new VM object with the default parameters
134  *  @ingroup msg_VMs*
135  *
136  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
137  */
138 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t pm, const char* name)
139 {
140   xbt_assert(sg_host_by_name(name) == nullptr,
141              "Cannot create a VM named %s: this name is already used by an host or a VM", name);
142
143   return new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, 1);
144 }
145 /** @brief Create a new VM object with the default parameters, but with a specified amount of cores
146  *  @ingroup msg_VMs*
147  *
148  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
149  */
150 msg_vm_t MSG_vm_create_multicore(msg_host_t pm, const char* name, int coreAmount)
151 {
152   xbt_assert(sg_host_by_name(name) == nullptr,
153              "Cannot create a VM named %s: this name is already used by an host or a VM", name);
154
155   return new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, coreAmount);
156 }
157
158 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
159  *  @ingroup msg_VMs
160  */
161 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
162 {
163   if (vm->isMigrating())
164     THROWF(vm_error, 0, "Cannot destroy VM '%s', which is migrating.", vm->getCname());
165
166   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
167   if (MSG_vm_is_running(vm))
168     MSG_vm_shutdown(vm);
169
170   /* Then, destroy the VM object */
171   simgrid::simix::kernelImmediate([vm]() { vm->destroy(); });
172
173   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
174     container_t container = PJ_container_get(vm->getCname());
175     PJ_container_remove_from_parent(container);
176     PJ_container_free(container);
177   }
178 }
179
180 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
181  *  @ingroup msg_VMs
182  *
183  *  If the VM cannot be started (because of memory over-provisioning), an exception is generated.
184  */
185 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
186 {
187   simgrid::simix::kernelImmediate([vm]() {
188     simgrid::vm::VmHostExt::ensureVmExtInstalled();
189
190     simgrid::s4u::Host* pm = vm->pimpl_vm_->getPm();
191     if (pm->extension<simgrid::vm::VmHostExt>() == nullptr)
192       pm->extension_set(new simgrid::vm::VmHostExt());
193
194     long pm_ramsize   = pm->extension<simgrid::vm::VmHostExt>()->ramsize;
195     int pm_overcommit = pm->extension<simgrid::vm::VmHostExt>()->overcommit;
196     long vm_ramsize   = vm->getRamsize();
197
198     if (pm_ramsize && not pm_overcommit) { /* Only verify that we don't overcommit on need */
199       /* Retrieve the memory occupied by the VMs on that host. Yep, we have to traverse all VMs of all hosts for that */
200       long total_ramsize_of_vms = 0;
201       for (simgrid::s4u::VirtualMachine* ws_vm : simgrid::vm::VirtualMachineImpl::allVms_)
202         if (pm == ws_vm->pimpl_vm_->getPm())
203           total_ramsize_of_vms += ws_vm->pimpl_vm_->getRamsize();
204
205       if (vm_ramsize > pm_ramsize - total_ramsize_of_vms) {
206         XBT_WARN("cannnot start %s@%s due to memory shortage: vm_ramsize %ld, free %ld, pm_ramsize %ld (bytes).",
207                  vm->getCname(), pm->getCname(), vm_ramsize, pm_ramsize - total_ramsize_of_vms, pm_ramsize);
208         THROWF(vm_error, 0, "Memory shortage on host '%s', VM '%s' cannot be started", pm->getCname(), vm->getCname());
209       }
210     }
211
212     vm->pimpl_vm_->setState(SURF_VM_STATE_RUNNING);
213   });
214
215   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
216     container_t vm_container = PJ_container_get(vm->getCname());
217     type_t type              = PJ_type_get("MSG_VM_STATE", vm_container->type);
218     val_t value              = PJ_value_get_or_new("start", "0 0 1", type); // start is blue
219     new PushStateEvent(MSG_get_clock(), vm_container, type, value);
220   }
221 }
222
223 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM.
224  *  @ingroup msg_VMs
225  *
226  * Any memory that they allocated will be leaked, unless you used #MSG_process_on_exit().
227  *
228  * No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep().
229  */
230 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
231 {
232   smx_actor_t issuer=SIMIX_process_self();
233   simgrid::simix::kernelImmediate([vm, issuer]() { vm->pimpl_vm_->shutdown(issuer); });
234
235   // Make sure that the processes in the VM are killed in this scheduling round before processing
236   // (eg with the VM destroy)
237   MSG_process_sleep(0.);
238 }
239
240 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
241 {
242   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
243 }
244
245 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
246 {
247   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
248 }
249
250 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
251 {
252   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
253 }
254
255 struct migration_session {
256   msg_vm_t vm;
257   msg_host_t src_pm;
258   msg_host_t dst_pm;
259
260   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
261    * know the completion of the migration. */
262   char *mbox_ctl;
263   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
264   char *mbox;
265 };
266
267 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
268 {
269   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
270
271   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
272   struct migration_session* ms = static_cast<migration_session*>(MSG_process_get_data(MSG_process_self()));
273
274   bool received_finalize = false;
275
276   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
277   while (not received_finalize) {
278     msg_task_t task = nullptr;
279     int ret         = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
280
281     if (ret != MSG_OK) {
282       // An error occurred, clean the code and return
283       // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
284       xbt_free(finalize_task_name);
285       return 0;
286     }
287
288     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
289       received_finalize = 1;
290
291     MSG_task_destroy(task);
292   }
293   xbt_free(finalize_task_name);
294
295   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
296   // Hence complete the migration
297
298   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
299   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
300   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
301   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = ms->vm;
302   msg_host_t dst_pm                = ms->dst_pm;
303
304   // Make sure that we cannot get interrupted between the migrate and the resume to not end in an inconsistent state
305   simgrid::simix::kernelImmediate([vm, dst_pm]() {
306     /* Update the vm location */
307     /* precopy migration makes the VM temporally paused */
308     xbt_assert(vm->pimpl_vm_->getState() == SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
309
310     /* Update the vm location and resume it */
311     vm->pimpl_vm_->setPm(dst_pm);
312     vm->pimpl_vm_->resume();
313   });
314
315
316   // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
317   vm->pimpl_vm_->isMigrating = false;
318   XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", ms->vm->getCname(), ms->src_pm->getCname(), ms->dst_pm->getCname());
319
320   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
321     static long long int counter = 0;
322     char key[INSTR_DEFAULT_STR_SIZE];
323     snprintf(key, INSTR_DEFAULT_STR_SIZE, "%lld", counter);
324     counter++;
325
326     // start link
327     container_t msg = PJ_container_get(vm->getCname());
328     type_t type     = PJ_type_get("MSG_VM_LINK", PJ_type_get_root());
329     new StartLinkEvent(MSG_get_clock(), PJ_container_get_root(), type, msg, "M", key);
330
331     // destroy existing container of this vm
332     container_t existing_container = PJ_container_get(vm->getCname());
333     PJ_container_remove_from_parent(existing_container);
334     PJ_container_free(existing_container);
335
336     // create new container on the new_host location
337     PJ_container_new(vm->getCname(), INSTR_MSG_VM, PJ_container_get(ms->dst_pm->getCname()));
338
339     // end link
340     msg  = PJ_container_get(vm->getCname());
341     type = PJ_type_get("MSG_VM_LINK", PJ_type_get_root());
342     new EndLinkEvent(MSG_get_clock(), PJ_container_get_root(), type, msg, "M", key);
343   }
344
345   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
346   char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
347   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, nullptr);
348   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
349   // xbt_assert(ret == MSG_OK);
350   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
351     // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
352     // has been correctly migrated on the DST node
353     // TODO What does it mean ? What should we do ?
354     MSG_task_destroy(task);
355   } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
356     // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
357     MSG_task_destroy(task);
358   }
359   xbt_free(task_name);
360
361   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
362   return 0;
363 }
364
365 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
366 {
367   vm->pimpl_vm_->dp_enabled = 1;
368   if (not vm->pimpl_vm_->dp_objs)
369     return;
370
371   char *key = nullptr;
372   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
373   dirty_page_t dp = nullptr;
374   xbt_dict_foreach (vm->pimpl_vm_->dp_objs, cursor, key, dp) {
375     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
376     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
377     dp->prev_remaining = remaining;
378
379     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
380   }
381 }
382
383 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
384 {
385   vm->pimpl_vm_->dp_enabled = 0;
386 }
387
388 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
389 {
390   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
391   double duration = clock - dp->prev_clock;
392
393   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)", key, vm->getCname(), computed,
394             dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
395
396   return computed;
397 }
398
399 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
400 {
401   double total = 0;
402
403   char *key = nullptr;
404   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
405   dirty_page_t dp = nullptr;
406   xbt_dict_foreach (vm->pimpl_vm_->dp_objs, cursor, key, dp) {
407     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
408
409     double clock = MSG_get_clock();
410
411     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
412     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
413
414     dp->prev_remaining = remaining;
415     dp->prev_clock = clock;
416   }
417
418   total += vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks;
419
420   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)", stage_for_fancy_debug,
421             stage2_round_for_fancy_debug, total, vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks);
422
423   vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
424
425   return total;
426 }
427
428 // TODO Is this code redundant with the information provided by
429 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
430 /** @brief take care of the dirty page tracking, in case we're adding a task to a migrating VM */
431 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
432 {
433   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
434   if (vm == nullptr)
435     return;
436
437   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
438   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
439
440   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
441   dp->task = task;
442   if (vm->pimpl_vm_->dp_enabled) {
443     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
444     dp->prev_remaining = remaining;
445   }
446   if (not vm->pimpl_vm_->dp_objs)
447     vm->pimpl_vm_->dp_objs = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
448   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(vm->pimpl_vm_->dp_objs, key) == nullptr);
449   xbt_dict_set(vm->pimpl_vm_->dp_objs, key, dp, nullptr);
450   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, host->getCname(), remaining, vm->pimpl_vm_->dp_enabled);
451
452   xbt_free(key);
453 }
454
455 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
456 {
457   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
458   if (vm == nullptr)
459     return;
460
461   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
462   dirty_page_t dp = (dirty_page_t)(vm->pimpl_vm_->dp_objs ? xbt_dict_get_or_null(vm->pimpl_vm_->dp_objs, key) : NULL);
463   xbt_assert(dp->task == task);
464
465   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
466    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
467   if (vm->pimpl_vm_->dp_enabled) {
468     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
469     double clock = MSG_get_clock();
470     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
471     double updated = get_computed(key, vm, dp, remaining, clock); // was host instead of vm
472
473     vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
474   }
475   if (vm->pimpl_vm_->dp_objs)
476     xbt_dict_remove(vm->pimpl_vm_->dp_objs, key);
477   xbt_free(dp);
478
479   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, host->getCname());
480   xbt_free(key);
481 }
482
483 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,
484                                      int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
485 {
486   sg_size_t sent = 0;
487   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
488   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, static_cast<double>(size), nullptr);
489
490   double clock_sta = MSG_get_clock();
491
492   msg_error_t ret;
493   if (mig_speed > 0)
494     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
495   else
496     ret = MSG_task_send(task, mbox);
497
498   xbt_free(task_name);
499
500   if (ret == MSG_OK) {
501     sent = size;
502   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
503     sg_size_t remaining = static_cast<sg_size_t>(MSG_task_get_remaining_communication(task));
504     sent = size - remaining;
505     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
506   }
507
508   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
509   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
510     XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
511     MSG_task_destroy(task);
512     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
513   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
514     XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
515     MSG_task_destroy(task);
516     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
517   }
518
519   double clock_end = MSG_get_clock();
520   double duration = clock_end - clock_sta;
521   double actual_speed = size / duration;
522
523   if (stage == 2)
524     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, stage2_round, size, duration,
525               actual_speed, mig_speed);
526   else
527     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, size, duration, actual_speed,
528               mig_speed);
529
530   return sent;
531 }
532
533 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
534 {
535   double updated_size = computed * dp_rate;
536   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
537   if (updated_size > dp_cap) {
538     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size,
539     //          dp_cap);
540     updated_size = dp_cap;
541   }
542
543   return static_cast<sg_size_t>(updated_size);
544 }
545
546 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
547 {
548   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
549
550   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
551   migration_session *ms = static_cast<migration_session *>(MSG_process_get_data(MSG_process_self()));
552
553   double host_speed = ms->vm->pimpl_vm_->getPm()->getSpeed();
554   s_vm_params_t params;
555   ms->vm->getParameters(&params);
556   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
557   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
558   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
559   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
560   const double dp_rate      = host_speed ? (params.mig_speed * params.dp_intensity) / host_speed : 1;
561   const double dp_cap       = params.dp_cap;
562   const double mig_speed    = params.mig_speed;
563   double max_downtime       = params.max_downtime;
564
565   double mig_timeout = 10000000.0;
566
567   double remaining_size = static_cast<double>(ramsize + devsize);
568   double threshold = 0.0;
569
570   /* check parameters */
571   if (ramsize == 0)
572     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
573
574   if (max_downtime <= 0) {
575     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
576     max_downtime = 0.03;
577   }
578
579   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
580   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
581   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
582
583   double computed_during_stage1 = 0;
584   if (not skip_stage1) {
585     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
586
587     try {
588       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
589        * transfer exceeds the timeout value. */
590       XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu bytes", ramsize);
591       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
592       remaining_size -= sent;
593       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
594
595       if (sent < ramsize) {
596         XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
597         skip_stage2 = 1;
598       } else if (sent > ramsize)
599         XBT_CRITICAL("bug");
600
601     }
602     catch (xbt_ex& e) {
603       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
604       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
605       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
606       return 0;
607     }
608
609     double clock_post_send = MSG_get_clock();
610     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
611     if (mig_timeout < 0) {
612       XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value, skip stage 2");
613       skip_stage2 = 1;
614     }
615
616     /* estimate bandwidth */
617     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
618     threshold        = bandwidth * max_downtime;
619     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
620   }
621
622
623   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
624   if (not skip_stage2) {
625
626     int stage2_round = 0;
627     for (;;) {
628
629       sg_size_t updated_size = 0;
630       if (stage2_round == 0) {
631         /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
632         updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
633       } else {
634         double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
635         updated_size    = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
636       }
637
638       XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f", stage2_round,
639                 updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
640
641       /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
642       remaining_size += updated_size;
643       XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round, remaining_size,
644                 (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
645       if (remaining_size < threshold)
646         break;
647
648       sg_size_t sent         = 0;
649       double clock_prev_send = MSG_get_clock();
650       try {
651         XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
652         sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
653                                    mig_timeout);
654       } catch (xbt_ex& e) {
655         // hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data
656         // code)
657         // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
658         stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
659         return 0;
660       }
661       double clock_post_send = MSG_get_clock();
662
663       if (sent == updated_size) {
664         /* timeout did not happen */
665         double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
666         threshold        = bandwidth * max_downtime;
667         XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
668         remaining_size -= sent;
669         stage2_round += 1;
670         mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
671         xbt_assert(mig_timeout > 0);
672
673       } else if (sent < updated_size) {
674         /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
675          * updated before timeout must be added to the remaining size. */
676         XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf", stage2_round, sent,
677                  updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
678         remaining_size -= sent;
679
680         double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
681         updated_size    = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
682         remaining_size += updated_size;
683         break;
684       } else
685         XBT_CRITICAL("bug");
686     }
687   }
688
689   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
690   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
691   simgrid::vm::VirtualMachineImpl* pimpl = ms->vm->pimpl_vm_;
692   pimpl->setState(SURF_VM_STATE_RUNNING); // FIXME: this bypass of the checks in suspend() is not nice
693   pimpl->isMigrating = false;             // FIXME: this bypass of the checks in suspend() is not nice
694   pimpl->suspend(SIMIX_process_self());
695   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
696
697   try {
698     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f bytes", remaining_size);
699     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, static_cast<sg_size_t>(remaining_size), ms->mbox, 3, 0,
700                         mig_speed, -1);
701   }
702   catch(xbt_ex& e) {
703     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
704     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
705     ms->vm->pimpl_vm_->resume();
706     return 0;
707   }
708
709   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
710   // effectively the VM on the DST node.
711   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
712
713   return 0;
714 }
715
716 /** @brief Migrate the VM to the given host.
717  *  @ingroup msg_VMs
718  */
719 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t dst_pm)
720 {
721   /* some thoughts:
722    * - One approach is ...
723    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
724    *   receive the state of the source
725    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
726    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
727    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
728    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
729    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
730    *
731    * - Another one is ...
732    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
733    *
734    * The second one would be easier.
735    */
736
737   msg_host_t src_pm = vm->pimpl_vm_->getPm();
738
739   if (src_pm->isOff())
740     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' from host '%s', which is offline.", vm->getCname(), src_pm->getCname());
741   if (dst_pm->isOff())
742     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' to host '%s', which is offline.", vm->getCname(), dst_pm->getCname());
743   if (not MSG_vm_is_running(vm))
744     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' that is not running yet.", vm->getCname());
745   if (vm->isMigrating())
746     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' that is already migrating.", vm->getCname());
747
748   vm->pimpl_vm_->isMigrating = true;
749
750   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
751   ms->vm = vm;
752   ms->src_pm = src_pm;
753   ms->dst_pm = dst_pm;
754
755   /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
756    * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
757   ms->mbox_ctl = bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
758   ms->mbox     = bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
759
760   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
761   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
762
763   char** argv = xbt_new(char*, 2);
764   argv[0]     = pr_rx_name;
765   argv[1]     = nullptr;
766   MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
767
768   argv        = xbt_new(char*, 2);
769   argv[0]     = pr_tx_name;
770   argv[1]     = nullptr;
771   MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
772
773   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
774   XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
775   msg_task_t task = nullptr;
776   msg_error_t ret = MSG_task_receive(&task, ms->mbox_ctl);
777
778   vm->pimpl_vm_->isMigrating = false;
779
780   xbt_free(ms->mbox_ctl);
781   xbt_free(ms->mbox);
782   xbt_free(ms);
783
784   if (ret == MSG_HOST_FAILURE) {
785     // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
786     // other side. Hence, just throw the execption
787     XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
788     // MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
789     // required or not
790     THROWF(host_error, 0, "Source host '%s' failed during the migration of VM '%s'.", src_pm->getCname(),
791            vm->getCname());
792   } else if ((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)) {
793     // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
794     XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
795     THROWF(host_error, 0, "Destination host '%s' failed during the migration of VM '%s'.", dst_pm->getCname(),
796            vm->getCname());
797   }
798
799   char* expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
800   xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
801   xbt_free(expected_task_name);
802   MSG_task_destroy(task);
803 }
804
805 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
806  *  @ingroup msg_VMs
807  *
808  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
809  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
810  *
811  * No suspension cost occurs.
812  */
813 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
814 {
815   smx_actor_t issuer = SIMIX_process_self();
816   simgrid::simix::kernelImmediate([vm, issuer]() { vm->pimpl_vm_->suspend(issuer); });
817
818   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
819
820   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
821     container_t vm_container = PJ_container_get(vm->getCname());
822     type_t type              = PJ_type_get("MSG_VM_STATE", vm_container->type);
823     val_t value              = PJ_value_get_or_new("suspend", "1 0 0", type); // suspend is red
824     new PushStateEvent(MSG_get_clock(), vm_container, type, value);
825   }
826 }
827
828 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
829  *  @ingroup msg_VMs
830  *
831  * No resume cost occurs.
832  */
833 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
834 {
835   vm->pimpl_vm_->resume();
836
837   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
838     container_t vm_container = PJ_container_get(vm->getCname());
839     type_t type              = PJ_type_get("MSG_VM_STATE", vm_container->type);
840     new PopStateEvent(MSG_get_clock(), vm_container, type);
841   }
842 }
843
844 /** @brief Get the physical host of a given VM.
845  *  @ingroup msg_VMs
846  */
847 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
848 {
849   return vm->getPm();
850 }
851
852 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
853  *  @ingroup msg_VMs
854  *
855  * 1. Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
856  *
857  * For example,
858  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
859  *  On VM0, there is Task2.
860  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
861  * Then,
862  *  Task1\@PM0 gets 50%.
863  *  Task2\@VM0 gets 25%.
864  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
865  *
866  * 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
867  * the dummy CPU action. The bound of the dummy CPU action is unlimited.
868  *
869  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound of the dummy CPU action automatically.
870  * It should be the sum of all tasks on the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
871  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of task execution.
872  *
873  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to directly set the bound of the dummy CPU action.
874  *
875  * 2. Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has multiple CPU cores, the CPU share of a
876  *    computation task (or a VM) never exceeds the capacity of a CPU core.
877  */
878 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
879 {
880   simgrid::simix::kernelImmediate([vm, bound]() { vm->pimpl_vm_->setBound(bound); });
881 }
882
883 SG_END_DECL()