Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Merge s4u wait_any
[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 <simgrid/s4u/host.hpp>
15
16 #include "msg_private.h"
17 #include "xbt/sysdep.h"
18 #include "xbt/log.h"
19 #include "simgrid/host.h"
20
21 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
22
23
24 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
25 /** \ingroup m_vm_management
26  * \brief Returns the value of a given vm property
27  *
28  * \param vm a vm
29  * \param name a property name
30  * \return value of a property (or nullptr if property not set)
31  */
32 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
33 {
34   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
35 }
36
37 /** \ingroup m_vm_management
38  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
39  *
40  * \param vm a vm
41  * \return a dict containing the properties
42  */
43 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
44 {
45   xbt_assert((vm != nullptr), "Invalid parameters (vm is nullptr)");
46   return vm->properties();
47 }
48
49 /** \ingroup m_host_management
50  * \brief Change the value of a given host property
51  *
52  * \param vm a vm
53  * \param name a property name
54  * \param value what to change the property to
55  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
56  */
57 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
58 {
59   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
60 }
61
62 /** \ingroup msg_vm_management
63  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
64  *
65  * This is a name directory service
66  * \param name the name of a vm.
67  * \return the corresponding vm
68  *
69  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name for each VM/PM.
70  */
71 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
72 {
73   return MSG_host_by_name(name);
74 }
75
76 /** \ingroup m_vm_management
77  *
78  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
79  *
80  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return its name.
81  */
82 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
83 {
84   return MSG_host_get_name(vm);
85 }
86
87 /* **** Check state of a VM **** */
88 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
89 {
90   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
91 }
92
93 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
94  *  @ingroup msg_VMs
95  */
96 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
97 {
98   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
99 }
100
101 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
102  *  @ingroup msg_VMs
103  */
104 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
105 {
106   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
107 }
108
109 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
110  *  @ingroup msg_VMs
111  */
112 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
113 {
114   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
115   return priv->is_migrating;
116 }
117
118 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
119  *  @ingroup msg_VMs
120  */
121 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
122 {
123   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
124 }
125
126 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
127  *  @ingroup msg_VMs
128  */
129 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
130 {
131   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
132 }
133
134 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
135  *  @ingroup msg_VMs
136  */
137 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
138 {
139   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
140 }
141
142 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
143  *  @ingroup msg_VMs
144  */
145 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
146 {
147   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
148 }
149
150 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
151 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
152  *  @ingroup msg_VMs*
153  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
154  *  @param name      [TODO]
155  *  @param ncpus     [TODO]
156  *  @param ramsize   [TODO]
157  *  @param net_cap   Maximal bandwidth that the VM can consume (in MByte/s)
158  *  @param disk_path (unused) Path to the image that boots
159  *  @param disksize  (unused) will represent the size of the VM (will be used during migrations)
160  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
161  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
162  */
163 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char *name, int ncpus, int ramsize, int net_cap, char *disk_path,
164                        int disksize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
165 {
166   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
167    * bandwidth */
168   double host_speed = MSG_host_get_speed(pm);
169   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
170
171   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(pm, name);
172   s_vm_params_t params;
173   memset(&params, 0, sizeof(params));
174   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
175   //params.overcommit = 0;
176   params.devsize = 0;
177   params.skip_stage2 = 0;
178   params.max_downtime = 0.03;
179   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
180   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
181   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
182
183   //XBT_INFO("dp rate %f migspeed : %f intensity mem : %d, updatespeed %f, hostspeed %f",params.dp_rate,
184   //         params.mig_speed, dp_intensity, update_speed, host_speed);
185   vm->setParameters(&params);
186
187   return vm;
188 }
189
190 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
191  *  @ingroup msg_VMs*
192  *
193  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
194  */
195 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
196 {
197   /* make sure the VM of the same name does not exit */
198   {
199     simgrid::s4u::Host* ind_host_tmp = (simgrid::s4u::Host*) xbt_dict_get_or_null(host_list, name);
200     if (ind_host_tmp != nullptr && sg_host_simix(ind_host_tmp) != nullptr) {
201       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
202       return nullptr;
203     }
204   }
205
206   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
207   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
208   sg_host_t ind_vm_workstation =  (sg_host_t) simcall_vm_create(name, ind_pm);
209
210   msg_vm_t ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
211
212   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
213
214   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
215
216   return ind_vm;
217 }
218
219 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
220  *  @ingroup msg_VMs
221  */
222 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
223 {
224   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
225     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
226
227   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
228   if (MSG_vm_is_running(vm))
229       simcall_vm_shutdown(vm);
230
231   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
232     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
233     DIE_IMPOSSIBLE;
234   }
235
236   /* Then, destroy the VM object */
237   simcall_vm_destroy(vm);
238
239   TRACE_msg_vm_end(vm);
240 }
241
242 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
243  *  @ingroup msg_VMs
244  *
245  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
246  */
247 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
248 {
249   simcall_vm_start(vm);
250
251   TRACE_msg_vm_start(vm);
252 }
253
254 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
255  *  @ingroup msg_VMs
256  *
257  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep() or something.
258  *        I'm not quite sure.
259  */
260 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
261 {
262   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
263   simcall_vm_shutdown(vm);
264
265   // TRACE_msg_vm_(vm);
266 }
267
268 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
269  * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
270 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
271 {
272   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
273   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
274   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
275
276   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
277 }
278
279 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
280 {
281   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
282   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
283   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
284
285   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
286 }
287
288 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
289 {
290   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
291   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
292   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
293
294   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
295 }
296
297 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
298 {
299   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
300   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
301   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
302
303   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
304 }
305
306 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
307 {
308   const char *vm_name = sg_host_get_name(vm);
309   const char *src_pm_name = sg_host_get_name(src_pm);
310   const char *dst_pm_name = sg_host_get_name(dst_pm);
311
312   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
313 }
314
315 struct migration_session {
316   msg_vm_t vm;
317   msg_host_t src_pm;
318   msg_host_t dst_pm;
319
320   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
321    * know the completion of the migration. */
322   char *mbox_ctl;
323   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
324   char *mbox;
325 };
326
327 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
328 {
329   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
330
331   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
332   struct migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
333
334   s_vm_params_t params;
335   ms->vm->parameters(&params);
336
337   int need_exit = 0;
338
339   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
340
341   int ret = 0;
342   for (;;) {
343     msg_task_t task = nullptr;
344     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
345     {
346       if (ret != MSG_OK) {
347         // An error occurred, clean the code and return
348         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
349         xbt_free(finalize_task_name);
350         return 0;
351       }
352     }
353
354     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
355       need_exit = 1;
356
357     MSG_task_destroy(task);
358
359     if (need_exit)
360       break;
361   }
362
363   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
364   // Hence complete the migration
365
366   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
367   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
368   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
369    msg_vm_t vm = ms->vm;
370    msg_host_t src_pm = ms->src_pm;
371    msg_host_t dst_pm = ms-> dst_pm;
372    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
373
374 // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an inconsistent
375 //       state. I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
376 //  /* deinstall the current affinity setting for the CPU */
377 //  simcall_vm_set_affinity(vm, src_pm, 0);
378 //
379 //  /* Update the vm location */
380 //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
381 // 
382 //  /* Resume the VM */
383 //  simcall_vm_resume(vm);
384 //
385    simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm); 
386
387   /* install the affinity setting of the VM on the destination pm */
388   {
389
390     unsigned long affinity_mask =
391        (unsigned long)(uintptr_t) xbt_dict_get_or_null_ext(priv->affinity_mask_db, (char *)dst_pm, sizeof(msg_host_t));
392     simcall_vm_set_affinity(vm, dst_pm, affinity_mask);
393     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", affinity_mask, MSG_host_get_name(dst_pm), MSG_host_get_name(vm));
394   }
395
396   {
397    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
398    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
399    priv->is_migrating = 0;
400    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", sg_host_get_name(ms->vm), sg_host_get_name(ms->src_pm),
401              sg_host_get_name(ms->dst_pm));
402    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
403   }
404   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
405   {
406     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
407     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, nullptr);
408     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
409     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
410     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
411       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
412       // has been correctly migrated on the DST node
413       // TODO What does it mean ? What should we do ?
414       MSG_task_destroy(task);
415     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
416       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
417       MSG_task_destroy(task);
418     }
419     xbt_free(task_name);
420   }
421
422   xbt_free(finalize_task_name);
423
424   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
425   return 0;
426 }
427
428 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
429 {
430   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
431
432   char *key = nullptr;
433   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
434   dirty_page_t dp = nullptr;
435   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
436     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
437     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
438     dp->prev_remaining = remaining;
439
440     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
441   }
442 }
443
444 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
445 {
446   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
447   priv->dp_enabled = 1;
448
449   reset_dirty_pages(vm);
450 }
451
452 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
453 {
454   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
455   priv->dp_enabled = 0;
456 }
457
458 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
459 {
460   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
461   double duration = clock - dp->prev_clock;
462
463   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
464       key, sg_host_get_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
465
466   return computed;
467 }
468
469 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
470 {
471   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
472   double total = 0;
473
474   char *key = nullptr;
475   xbt_dict_cursor_t cursor = nullptr;
476   dirty_page_t dp = nullptr;
477   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
478     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
479
480     double clock = MSG_get_clock();
481
482     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
483     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
484
485     dp->prev_remaining = remaining;
486     dp->prev_clock = clock;
487   }
488
489   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
490
491   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
492       stage_for_fancy_debug, stage2_round_for_fancy_debug, total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
493
494   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
495
496   return total;
497 }
498
499 // TODO Is this code redundant with the information provided by
500 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
501 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
502 {
503   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
504   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
505   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
506
507   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
508   dp->task = task;
509
510   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
511   if (priv->dp_enabled) {
512     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
513     dp->prev_remaining = remaining;
514   }
515
516   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == nullptr);
517   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, nullptr);
518   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_get_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
519
520   xbt_free(key);
521 }
522
523 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
524 {
525   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
526
527   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
528
529   dirty_page_t dp = (dirty_page_t) xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
530   xbt_assert(dp->task == task);
531
532   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
533    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
534   if (priv->dp_enabled) {
535     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
536     double clock = MSG_get_clock();
537     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
538     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
539
540     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
541   }
542
543   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
544   xbt_free(dp);
545
546   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_get_name(host));
547
548   xbt_free(key);
549 }
550
551 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,
552                                      int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
553 {
554   sg_size_t sent = 0;
555   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
556   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, (double)size, nullptr);
557
558   /* TODO: clean up */
559
560   double clock_sta = MSG_get_clock();
561
562   msg_error_t ret;
563   if (mig_speed > 0)
564     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
565   else
566     ret = MSG_task_send(task, mbox);
567
568   xbt_free(task_name);
569
570   if (ret == MSG_OK) {
571     sent = size;
572   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
573     sg_size_t remaining = (sg_size_t)MSG_task_get_remaining_communication(task);
574     sent = size - remaining;
575     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
576   }
577
578   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
579   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
580     //XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
581     MSG_task_destroy(task);
582     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
583   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
584     //XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
585     MSG_task_destroy(task);
586     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_get_name(vm), stage);
587   }
588
589   double clock_end = MSG_get_clock();
590   double duration = clock_end - clock_sta;
591   double actual_speed = size / duration;
592
593   if (stage == 2)
594     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
595               stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
596   else
597     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)",
598               stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
599
600   return sent;
601 }
602
603 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
604 {
605   double updated_size = computed * dp_rate;
606   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
607   if (updated_size > dp_cap) {
608     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size,
609     //          dp_cap);
610     updated_size = dp_cap;
611   }
612
613   return (sg_size_t) updated_size;
614 }
615
616 static double send_stage1(struct migration_session *ms, sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate,
617                           double dp_cap)
618 {
619   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
620   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
621   sg_size_t remaining = ramsize;
622   double computed_total = 0;
623
624   while (remaining > 0) {
625     sg_size_t datasize = chunksize;
626     if (remaining < chunksize)
627       datasize = remaining;
628
629     remaining -= datasize;
630     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
631     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
632     computed_total += computed;
633   }
634
635   return computed_total;
636 }
637
638 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
639 {
640   return max_downtime * bandwidth;
641 }
642
643 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
644 {
645   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
646
647   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
648   migration_session *ms = (migration_session *) MSG_process_get_data(MSG_process_self());
649
650   s_vm_params_t params;
651   ms->vm->parameters(&params);
652   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
653   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
654   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
655   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
656   const double dp_rate      = params.dp_rate;
657   const double dp_cap       = params.dp_cap;
658   const double mig_speed    = params.mig_speed;
659   double max_downtime       = params.max_downtime;
660
661   /* hard code it temporally. Fix Me */
662 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
663   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
664
665   double remaining_size = (double) (ramsize + devsize);
666   double threshold = 0.0;
667
668   /* check parameters */
669   if (ramsize == 0)
670     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
671
672   if (max_downtime == 0) {
673     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
674     max_downtime = 0.03;
675   }
676
677   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
678   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
679   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
680
681   double computed_during_stage1 = 0;
682   if (!skip_stage1) {
683     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
684
685     try {
686       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
687        * transfer exceeds the timeout value. */
688       XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
689       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
690       remaining_size -= sent;
691       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
692
693       if (sent < ramsize) {
694         XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
695         skip_stage2 = 1;
696       } else if (sent > ramsize)
697         XBT_CRITICAL("bug");
698
699     }
700     catch (xbt_ex& e) {
701       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
702       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
703       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
704       return 0;
705     }
706
707     double clock_post_send = MSG_get_clock();
708     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
709     if (mig_timeout < 0) {
710       XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
711           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
712       skip_stage2 = 1;
713     }
714
715     /* estimate bandwidth */
716     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
717     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
718     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
719   }
720
721
722   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
723  if (! skip_stage2) {
724
725   int stage2_round = 0;
726   for (;;) {
727
728     sg_size_t updated_size = 0;
729     if (stage2_round == 0) {
730       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
731       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
732     } else {
733       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
734       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
735     }
736
737     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
738         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
739
740     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
741     remaining_size += updated_size;
742     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
743         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
744     if (remaining_size < threshold)
745       break;
746
747     sg_size_t sent = 0;
748     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
749     try {
750       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
751       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
752                                  mig_timeout);
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       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
758       return 0;
759     }
760     double clock_post_send = MSG_get_clock();
761
762     if (sent == updated_size) {
763       /* timeout did not happen */
764       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
765       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
766       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
767       remaining_size -= sent;
768       stage2_round += 1;
769       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
770       xbt_assert(mig_timeout > 0);
771
772     } else if (sent < updated_size) {
773       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
774        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
775       XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
776           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
777       remaining_size -= sent;
778
779       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
780       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
781       remaining_size += updated_size;
782       break;
783     } else
784       XBT_CRITICAL("bug");
785   }
786  }
787
788   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
789   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
790   simcall_vm_suspend(ms->vm);
791   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
792
793   try {
794     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
795     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, (sg_size_t)remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
796   }
797   catch(xbt_ex& e) {
798     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
799     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
800     simcall_vm_resume(ms->vm);
801     return 0;
802   }
803
804   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
805   // effectively the VM on the DST node.
806   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
807
808   return 0;
809 }
810
811 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
812 {
813   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
814   ms->vm = vm;
815   ms->src_pm = src_pm;
816   ms->dst_pm = dst_pm;
817   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
818   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
819
820   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
821   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
822
823 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
824 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
825 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
826 #if 1
827  {
828  char **argv = xbt_new(char *, 2);
829  argv[0] = pr_rx_name;
830  argv[1] = nullptr;
831 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
832  }
833  {
834  char **argv = xbt_new(char *, 2);
835  argv[0] = pr_tx_name;
836  argv[1] = nullptr;
837 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
838  }
839 #endif
840
841   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
842   {
843     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
844     msg_task_t task = nullptr;
845     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
846     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
847      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
848
849     xbt_free(ms->mbox_ctl);
850     xbt_free(ms->mbox);
851     xbt_free(ms);
852
853     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
854     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
855         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
856         // other side. Hence, just throw the execption
857         XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
858         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
859                                         // required or not
860         return -1; 
861     } 
862     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){
863         // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
864         XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
865         return -2;  
866     }
867
868     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
869     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
870     xbt_free(expected_task_name);
871     MSG_task_destroy(task);
872     return 0;
873   }
874 }
875
876 /** @brief Migrate the VM to the given host.
877  *  @ingroup msg_VMs
878  *
879  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a MSG_task_send() before or after,
880  * depending on whether you want to do cold or hot migration.
881  */
882 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
883 {
884   /* some thoughts:
885    * - One approach is ...
886    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
887    *   receive the state of the source
888    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
889    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
890    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
891    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
892    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
893    *
894    * - Another one is ...
895    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
896    *
897    * The second one would be easier.
898    */
899
900   msg_host_t old_pm = (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
901
902   if(MSG_host_is_off(old_pm))
903     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(old_pm));
904
905   if(MSG_host_is_off(new_pm))
906     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_get_name(new_pm));
907
908   if (!MSG_vm_is_running(vm))
909     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_get_name(vm));
910
911   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
912     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_get_name(vm));
913
914   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
915   priv->is_migrating = 1;
916
917   {
918     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
919     if (ret == -1){
920      priv->is_migrating = 0;
921      THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
922     }
923     else if(ret == -2){
924      priv->is_migrating = 0;
925      THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
926     }
927   }
928
929   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration
930   // process. In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
931   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
932   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
933 }
934
935 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
936  *  @ingroup msg_VMs
937  *
938  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
939  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
940  *
941  * No suspension cost occurs.
942  */
943 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
944 {
945   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
946     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
947
948   simcall_vm_suspend(vm);
949
950   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
951
952   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
953 }
954
955 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
956  *  @ingroup msg_VMs
957  *
958  * No resume cost occurs.
959  */
960 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
961 {
962   simcall_vm_resume(vm);
963
964   TRACE_msg_vm_resume(vm);
965 }
966
967
968 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
969  *  @ingroup msg_VMs
970  *
971  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
972  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
973  *
974  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_write() before
975  * or after, depending on the exact semantic of VM save to you.
976  */
977 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
978 {
979   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
980     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_get_name(vm));
981
982   simcall_vm_save(vm);
983   TRACE_msg_vm_save(vm);
984 }
985
986 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
987  *  @ingroup msg_VMs
988  *
989  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a \ref MSG_file_read() before or
990  * after, depending on the exact semantic of VM restore to you.
991  */
992 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
993 {
994   simcall_vm_restore(vm);
995
996   TRACE_msg_vm_restore(vm);
997 }
998
999 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1000  *  @ingroup msg_VMs
1001  */
1002 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1003 {
1004   return (msg_host_t) simcall_vm_get_pm(vm);
1005 }
1006
1007 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1008  *  @ingroup msg_VMs
1009  *
1010  * 1. Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1011  *
1012  * For example,
1013  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1014  *  On VM0, there is Task2.
1015  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1016  * Then,
1017  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1018  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1019  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1020  *
1021  * 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
1022  * the dummy CPU action. The bound of the dummy CPU action is unlimited.
1023  *
1024  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound of the dummy CPU action automatically.
1025  * It should be the sum of all tasks on the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1026  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of task execution.
1027  *
1028  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to directly set the bound of the dummy CPU action.
1029  *
1030  * 2. Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has multiple CPU cores, the CPU share of a
1031  *    computation task (or a VM) never exceeds the capacity of a CPU core.
1032  */
1033 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1034 {
1035   simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1036 }
1037
1038 /** @brief Set the CPU affinity of a given VM.
1039  *  @ingroup msg_VMs
1040  *
1041  * This function changes the CPU affinity of a given VM. Usage is the same as
1042  * MSG_task_set_affinity(). See the MSG_task_set_affinity() for details.
1043  */
1044 void MSG_vm_set_affinity(msg_vm_t vm, msg_host_t pm, unsigned long mask)
1045 {
1046   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
1047
1048   if (mask == 0)
1049     xbt_dict_remove_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm));
1050   else
1051     xbt_dict_set_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm), (void *)(uintptr_t) mask, nullptr);
1052
1053   msg_host_t pm_now = MSG_vm_get_pm(vm);
1054   if (pm_now == pm) {
1055     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1056     simcall_vm_set_affinity(vm, pm, mask);
1057   } else
1058     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s (not active now)", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1059 }