Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
[SGpp] make MSG_HOST_LEVEL private
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.c
1 /* Copyright (c) 2012-2014. The SimGrid Team.
2  * All rights reserved.                                                     */
3
4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
6
7 /* TODO:
8  * 1. add the support of trace
9  * 2. use parallel tasks to simulate CPU overhead and remove the very
10  *    experimental code generating micro computation tasks
11  */
12
13
14
15 #include "msg_private.h"
16 #include "xbt/sysdep.h"
17 #include "xbt/log.h"
18 #include "simgrid/platf.h"
19 #include "simgrid/host.h"
20
21 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg,
22                                 "Cloud-oriented parts of the MSG API");
23
24
25 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
26
27 /** \ingroup m_vm_management
28  * \brief Returns the value of a given vm property
29  *
30  * \param vm a vm
31  * \param name a property name
32  * \return value of a property (or NULL if property not set)
33  */
34
35 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
36 {
37   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
38 }
39
40 /** \ingroup m_vm_management
41  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
42  *
43  * \param vm a vm
44  * \return a dict containing the properties
45  */
46 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
47 {
48   xbt_assert((vm != NULL), "Invalid parameters (vm is NULL)");
49
50   return (simcall_host_get_properties(vm));
51 }
52
53 /** \ingroup m_host_management
54  * \brief Change the value of a given host property
55  *
56  * \param vm a vm
57  * \param name a property name
58  * \param value what to change the property to
59  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
60  */
61 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
62 {
63   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
64 }
65
66 /** \ingroup msg_vm_management
67  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
68  *
69  * This is a name directory service
70  * \param name the name of a vm.
71  * \return the corresponding vm
72  *
73  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name
74  * for each VM/PM.
75  */
76
77 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
78 {
79   return MSG_get_host_by_name(name);
80 }
81
82 /** \ingroup m_vm_management
83  *
84  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
85  *
86  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return
87    its name.
88  */
89 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
90 {
91   return MSG_host_get_name(vm);
92 }
93
94
95 /* **** Check state of a VM **** */
96 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
97 {
98   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
99 }
100
101 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
102  *  @ingroup msg_VMs
103  */
104 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
105 {
106   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
107 }
108
109 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
110  *  @ingroup msg_VMs
111  */
112 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
113 {
114   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
115 }
116
117 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
118  *  @ingroup msg_VMs
119  */
120 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
121 {
122   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
123   return priv->is_migrating;
124 }
125
126 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
127  *  @ingroup msg_VMs
128  */
129 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
130 {
131   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
132 }
133
134 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
135  *  @ingroup msg_VMs
136  */
137 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
138 {
139   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
140 }
141
142 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
143  *  @ingroup msg_VMs
144  */
145 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
146 {
147   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
148 }
149
150 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
151  *  @ingroup msg_VMs
152  */
153 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
154 {
155   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
156 }
157
158
159
160 /* ------------------------------------------------------------------------- */
161 /* ------------------------------------------------------------------------- */
162
163 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
164
165 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
166  *  @ingroup msg_VMs*
167  *  All parameters are in MBytes
168  *
169  */
170 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t ind_pm, const char *name,
171                        int ncpus, int ramsize,
172                        int net_cap, char *disk_path, int disksize,
173                        int mig_netspeed, int dp_intensity)
174 {
175   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
176    * 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 = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
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 * 1024 * 1024) / host_speed;
189   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
190   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // 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     xbt_dictelm_t ind_host_tmp = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, name);
209     if (ind_host_tmp && sg_host_simix(ind_host_tmp) != NULL) {
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   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
226
227   return ind_vm;
228 }
229
230 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
231  *  @ingroup msg_VMs
232  */
233 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
234 {
235   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
236     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
237
238   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
239   if (MSG_vm_is_running(vm))
240       simcall_vm_shutdown(vm);
241
242   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
243     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
244     DIE_IMPOSSIBLE;
245   }
246
247   /* Then, destroy the VM object */
248   simcall_vm_destroy(vm);
249
250   __MSG_host_destroy(vm);
251
252   TRACE_msg_vm_end(vm);
253 }
254
255
256 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
257  *  @ingroup msg_VMs
258  *
259  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
260  *
261  */
262 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
263 {
264   simcall_vm_start(vm);
265
266   TRACE_msg_vm_start(vm);
267 }
268
269
270
271 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
272  *  @ingroup msg_VMs
273  *
274  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to
275  * use a #MSG_process_sleep() or something. I'm not quite sure.
276  */
277 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
278 {
279   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
280   simcall_vm_shutdown(vm);
281
282   // TRACE_msg_vm_(vm);
283 }
284
285
286
287 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
288  * source and destination PMs. mbox_ctl is used to detect the completion of a
289  * migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
290 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
291 {
292   char *vm_name = sg_host_name(vm);
293   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
294   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
295
296   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
297 }
298
299 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
300 {
301   char *vm_name = sg_host_name(vm);
302   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
303   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
304
305   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
306 }
307
308 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
309 {
310   char *vm_name = sg_host_name(vm);
311   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
312   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
313
314   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
315 }
316
317 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
318 {
319   char *vm_name = sg_host_name(vm);
320   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
321   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
322
323   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
324 }
325
326 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
327 {
328   char *vm_name = sg_host_name(vm);
329   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
330   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
331
332   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
333 }
334
335
336 struct migration_session {
337   msg_vm_t vm;
338   msg_host_t src_pm;
339   msg_host_t dst_pm;
340
341   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
342    * know the completion of the migration. */
343   char *mbox_ctl;
344   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration
345    * data. */
346   char *mbox;
347 };
348
349
350 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
351 {
352   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
353
354   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
355   struct migration_session *ms = MSG_process_get_data(MSG_process_self());
356
357   s_ws_params_t params;
358   simcall_host_get_params(ms->vm, &params);
359
360   int need_exit = 0;
361
362   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
363
364   int ret = 0;
365   for (;;) {
366     msg_task_t task = NULL;
367     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
368     {
369       if (ret != MSG_OK) {
370         // An error occured, clean the code and return
371         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
372         xbt_free(finalize_task_name);
373         return 0;
374       }
375     }
376
377     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
378       need_exit = 1;
379
380     MSG_task_destroy(task);
381
382     if (need_exit)
383       break;
384   }
385
386   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
387   // Hence complete the migration
388
389   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
390   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms structure at the begining and free it at the end of each function)
391    msg_vm_t vm = ms->vm;
392    msg_host_t src_pm = ms->src_pm;
393    msg_host_t dst_pm = ms-> dst_pm;
394    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
395
396 // // TODO: we have an issue, if the DST node is turning off during the three next calls, then the VM is in an inconsistent state
397 // // I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
398 //  /* deinstall the current affinity setting for the CPU */
399 //  simcall_vm_set_affinity(vm, src_pm, 0);
400 //
401 //  /* Update the vm location */
402 //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
403 // 
404 //  /* Resume the VM */
405 //  simcall_vm_resume(vm);
406 //
407    simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm); 
408
409   /* install the affinity setting of the VM on the destination pm */
410   {
411
412     unsigned long affinity_mask = (unsigned long) xbt_dict_get_or_null_ext(priv->affinity_mask_db, (char *)dst_pm, sizeof(msg_host_t));
413     simcall_vm_set_affinity(vm, dst_pm, affinity_mask);
414     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", affinity_mask, MSG_host_get_name(dst_pm), MSG_host_get_name(vm));
415   }
416
417   {
418
419    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
420    msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
421    priv->is_migrating = 0;
422    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", ms->vm->key, ms->src_pm->key, ms->dst_pm->key);
423    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
424   }
425   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
426   {
427     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
428     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
429     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
430     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
431     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
432       // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM has been correctly migrated on the DST node
433       // TODO What does it mean ? What should we do ?
434       MSG_task_destroy(task);
435     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
436       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
437       MSG_task_destroy(task);
438     }
439
440     xbt_free(task_name);
441   }
442
443
444   xbt_free(finalize_task_name);
445
446   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
447
448   return 0;
449 }
450
451 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
452 {
453   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
454
455   char *key = NULL;
456   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
457   dirty_page_t dp = NULL;
458   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
459     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
460     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
461     dp->prev_remaining = remaining;
462
463     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
464   }
465 }
466
467 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
468 {
469   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
470   priv->dp_enabled = 1;
471
472   reset_dirty_pages(vm);
473 }
474
475 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
476 {
477   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
478   priv->dp_enabled = 0;
479 }
480
481 #if 0
482 /* It might be natural that we define dp_rate for each task. But, we will also
483  * have to care about how each task behavior affects the memory update behavior
484  * at the operating system level. It may not be easy to model it with a simple algorithm. */
485 double calc_updated_pages(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
486 {
487     double computed = dp->prev_remaining - remaining;
488     double duration = clock - dp->prev_clock;
489     double updated = dp->task->dp_rate * computed;
490
491     XBT_INFO("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
492         key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
493     XBT_INFO("%s@%s: updated %f bytes, %f Mbytes/s",
494         key, sg_host_name(vm), updated, updated / duration / 1000 / 1000);
495
496     return updated;
497 }
498 #endif
499
500 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
501 {
502   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
503   double duration = clock - dp->prev_clock;
504
505   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
506       key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
507
508   return computed;
509 }
510
511 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
512 {
513   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
514   double total = 0;
515
516   char *key = NULL;
517   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
518   dirty_page_t dp = NULL;
519   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
520     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
521
522     double clock = MSG_get_clock();
523
524     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
525     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
526
527     dp->prev_remaining = remaining;
528     dp->prev_clock = clock;
529   }
530
531   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
532
533   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
534       stage_for_fancy_debug,
535       stage2_round_for_fancy_debug,
536       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
537
538
539
540   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
541
542
543   return total;
544 }
545
546 // TODO Is this code redundant with the information provided by
547 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
548 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
549 {
550   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
551   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
552   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
553
554   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
555   dp->task = task;
556
557   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
558   if (priv->dp_enabled) {
559     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
560     dp->prev_remaining = remaining;
561   }
562
563   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
564   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
565   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
566
567   xbt_free(key);
568 }
569
570 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
571 {
572   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(host);
573
574   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
575
576   dirty_page_t dp = xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
577   xbt_assert(dp->task == task);
578
579   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
580    * computation has been done until now, and keep the information for the
581    * lookup_() function that will called soon. */
582   if (priv->dp_enabled) {
583     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
584     double clock = MSG_get_clock();
585     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
586     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
587
588     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
589   }
590
591   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
592   xbt_free(dp);
593
594   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_name(host));
595
596   xbt_free(key);
597 }
598
599
600
601
602 static sg_size_t send_migration_data(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm,
603     sg_size_t size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
604 {
605   sg_size_t sent = 0;
606   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
607   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
608
609   /* TODO: clean up */
610
611   double clock_sta = MSG_get_clock();
612
613   msg_error_t ret;
614   if (mig_speed > 0)
615     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
616   else
617     ret = MSG_task_send(task, mbox);
618
619   xbt_free(task_name);
620
621   if (ret == MSG_OK) {
622     sent = size;
623   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
624     sg_size_t remaining = MSG_task_get_remaining_communication(task);
625     sent = size - remaining;
626     XBT_INFO("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu",
627         timeout, remaining, size);
628   }
629
630   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
631   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
632     //XBT_INFO("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
633     MSG_task_destroy(task);
634     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
635   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
636     //XBT_INFO("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
637     MSG_task_destroy(task);
638     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
639   }
640
641   double clock_end = MSG_get_clock();
642   double duration = clock_end - clock_sta;
643   double actual_speed = size / duration;
644
645   if (stage == 2)
646     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
647   else
648     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
649
650   return sent;
651 }
652
653 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
654 {
655   double updated_size = computed * dp_rate;
656   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
657   if (updated_size > dp_cap) {
658     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
659     updated_size = dp_cap;
660   }
661
662   return (sg_size_t) updated_size;
663 }
664
665 static double send_stage1(struct migration_session *ms,
666     sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate, double dp_cap)
667 {
668
669   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
670   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
671   sg_size_t remaining = ramsize;
672   double computed_total = 0;
673
674   while (remaining > 0) {
675     sg_size_t datasize = chunksize;
676     if (remaining < chunksize)
677       datasize = remaining;
678
679     remaining -= datasize;
680     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
681     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
682     computed_total += computed;
683   }
684
685   return computed_total;
686 }
687
688
689
690 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
691 {
692   return max_downtime * bandwidth;
693 }
694
695 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
696 {
697   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
698
699   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
700   struct migration_session *ms = MSG_process_get_data(MSG_process_self());
701
702   s_ws_params_t params;
703   simcall_host_get_params(ms->vm, &params);
704   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
705   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
706   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
707   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
708   const double dp_rate      = params.dp_rate;
709   const double dp_cap       = params.dp_cap;
710   const double mig_speed    = params.mig_speed;
711   double max_downtime       = params.max_downtime;
712
713   /* hard code it temporally. Fix Me */
714 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
715   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
716
717   double remaining_size = ramsize + devsize;
718   double threshold = 0.0;
719
720   /* check parameters */
721   if (ramsize == 0)
722     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
723
724   if (max_downtime == 0) {
725     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
726     max_downtime = 0.03;
727   }
728
729   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
730   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
731   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
732
733   double computed_during_stage1 = 0;
734   if (!skip_stage1) {
735     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
736
737     TRY {
738       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory
739        * pages even though the duration of this tranfer exceeds the timeout
740        * value. */
741       XBT_INFO("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
742       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
743       remaining_size -= sent;
744       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
745
746       if (sent < ramsize) {
747         XBT_INFO("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
748         skip_stage2 = 1;
749       } else if (sent > ramsize)
750         XBT_CRITICAL("bug");
751
752     } CATCH_ANONYMOUS {
753       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
754       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
755       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
756       return 0;
757     }
758
759     double clock_post_send = MSG_get_clock();
760     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
761     if (mig_timeout < 0) {
762       XBT_INFO("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
763           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
764       skip_stage2 = 1;
765     }
766
767     /* estimate bandwidth */
768     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
769     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
770     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
771   }
772
773
774   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
775    * becomes smaller than the threshold value. */
776   if (skip_stage2)
777     goto stage3;
778
779
780   int stage2_round = 0;
781   for (;;) {
782
783     sg_size_t updated_size = 0;
784     if (stage2_round == 0) {
785       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the
786        * data updated during stage1 */
787       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
788     } else {
789       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
790       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
791     }
792
793     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
794         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
795
796
797     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so,
798      * move to stage 3. */
799     remaining_size += updated_size;
800     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
801         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
802     if (remaining_size < threshold)
803       break;
804
805
806     sg_size_t sent = 0;
807     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
808     TRY {
809       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
810       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed, mig_timeout);
811     } CATCH_ANONYMOUS {
812       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
813       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
814       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
815       return 0;
816     }
817     double clock_post_send = MSG_get_clock();
818
819     if (sent == updated_size) {
820       /* timeout did not happen */
821       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
822       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
823       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
824       remaining_size -= sent;
825       stage2_round += 1;
826       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
827       xbt_assert(mig_timeout > 0);
828
829     } else if (sent < updated_size) {
830       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
831        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
832       XBT_INFO("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
833           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
834       remaining_size -= sent;
835
836       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
837       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
838       remaining_size += updated_size;
839       break;
840
841     } else
842       XBT_CRITICAL("bug");
843   }
844
845
846 stage3:
847   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
848   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
849   simcall_vm_suspend(ms->vm);
850   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
851
852   TRY {
853     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
854     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
855   } CATCH_ANONYMOUS {
856     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
857     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
858     simcall_vm_resume(ms->vm);
859     return 0;
860   }
861
862   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate effectively the VM on the DST node.
863   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
864
865   return 0;
866 }
867
868
869
870 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
871 {
872   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
873   ms->vm = vm;
874   ms->src_pm = src_pm;
875   ms->dst_pm = dst_pm;
876   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
877   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
878  
879
880   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
881   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
882
883 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
884 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
885 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
886 #if 1
887  {
888  char **argv = xbt_new(char *, 2);
889  argv[0] = pr_rx_name;
890  argv[1] = NULL;
891 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
892  }
893  {
894  char **argv = xbt_new(char *, 2);
895  argv[0] = pr_tx_name;
896  argv[1] = NULL;
897 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
898  }
899 #endif
900
901   /* wait until the migration have finished or on error has occured */
902   {
903     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
904     msg_task_t task = NULL;
905     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
906     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
907      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
908
909     xbt_free(ms->mbox_ctl);
910     xbt_free(ms->mbox);
911     xbt_free(ms);
912    
913     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
914     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
915         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the other side.
916         // Hence, just throw the execption
917         XBT_INFO("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
918         //MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is required or not 
919         return -1; 
920     } 
921     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){ // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
922         XBT_INFO("DST crashes, throw an exception (m-control)");
923         return -2;  
924     }
925
926    
927     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
928     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
929     xbt_free(expected_task_name);
930     MSG_task_destroy(task);
931     return 0;
932   }
933 }
934
935
936
937
938 /** @brief Migrate the VM to the given host.
939  *  @ingroup msg_VMs
940  *
941  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
942  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
943  * migration.
944  */
945 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
946 {
947   /* some thoughts:
948    * - One approach is ...
949    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
950    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
951    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
952    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
953    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
954    *     consuming resources.
955    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
956    *     will work for this?
957    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
958    *     for the destination VM?
959    *
960    * - Another one is ...
961    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
962    *   physical host.
963    *
964    * The second one would be easier.
965    *  
966    */
967
968   msg_host_t old_pm = simcall_vm_get_pm(vm);
969
970   if(MSG_host_is_off(old_pm))
971     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_name(old_pm));
972  
973   if(MSG_host_is_off(new_pm))
974     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_name(new_pm));
975   
976   if (!MSG_vm_is_running(vm))
977     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_name(vm));
978
979   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
980     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_name(vm));
981
982   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
983   priv->is_migrating = 1;
984
985   {
986   
987     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
988     if (ret == -1){
989      priv->is_migrating = 0;
990      THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
991     }
992     else if(ret == -2){
993      priv->is_migrating = 0;
994      THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
995     }
996   }
997
998   // This part is done in the RX code, to handle the corner case where SRC can crash just at the end of the migration process
999   // In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
1000   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
1001   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
1002 }
1003
1004
1005 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
1006  *  @ingroup msg_VMs
1007  *
1008  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
1009  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
1010  *
1011  * No suspension cost occurs.
1012  */
1013 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1014 {
1015   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1016     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
1017
1018   simcall_vm_suspend(vm);
1019
1020   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1021
1022   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1023 }
1024
1025
1026 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1027  *  @ingroup msg_VMs
1028  *
1029  * No resume cost occurs.
1030  */
1031 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1032 {
1033   simcall_vm_resume(vm);
1034
1035   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1036 }
1037
1038
1039 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1040  *  @ingroup msg_VMs
1041  *
1042  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
1043  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
1044  *
1045  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1046  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1047  * of VM save to you.
1048  */
1049 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1050 {
1051   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1052     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
1053
1054   simcall_vm_save(vm);
1055   TRACE_msg_vm_save(vm);
1056 }
1057
1058 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1059  *  @ingroup msg_VMs
1060  *
1061  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1062  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1063  * of VM restore to you.
1064  */
1065 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1066 {
1067   simcall_vm_restore(vm);
1068
1069   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1070 }
1071
1072
1073 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1074  *  @ingroup msg_VMs
1075  */
1076 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1077 {
1078   return simcall_vm_get_pm(vm);
1079 }
1080
1081
1082 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1083  *  @ingroup msg_VMs
1084  *
1085  * 1.
1086  * Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1087  *
1088  * For example,
1089  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1090  *  On VM0, there is Task2.
1091  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1092  * Then,
1093  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1094  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1095  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1096  *
1097  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a
1098  * task on the VM does not affect the bound of the dummy CPU action. The bound
1099  * of the dummy CPU action is unlimited.
1100  *
1101  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound
1102  * of the dummy CPU action automatically. It should be the sum of all tasks on
1103  * the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1104  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of
1105  * task execution.
1106  *
1107  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to
1108  * directly set the bound of the dummy CPU action.
1109  *
1110  *
1111  * 2.
1112  * Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has
1113  * multiple CPU cores, the CPU share of a computation task (or a VM) never
1114  * exceeds the capacity of a CPU core.
1115  */
1116 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1117 {
1118   return simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1119 }
1120
1121
1122 /** @brief Set the CPU affinity of a given VM.
1123  *  @ingroup msg_VMs
1124  *
1125  * This function changes the CPU affinity of a given VM. Usage is the same as
1126  * MSG_task_set_affinity(). See the MSG_task_set_affinity() for details.
1127  */
1128 void MSG_vm_set_affinity(msg_vm_t vm, msg_host_t pm, unsigned long mask)
1129 {
1130   msg_host_priv_t priv = sg_host_msg(vm);
1131
1132   if (mask == 0)
1133     xbt_dict_remove_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm));
1134   else
1135     xbt_dict_set_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm), (void *) mask, NULL);
1136
1137   msg_host_t pm_now = MSG_vm_get_pm(vm);
1138   if (pm_now == pm) {
1139     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1140     simcall_vm_set_affinity(vm, pm, mask);
1141   } else
1142     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s (not active now)", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1143 }