Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
c60a3eb17145043c196b1058d0281f4ea97256d7
[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
20 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg,
21                                 "Cloud-oriented parts of the MSG API");
22
23
24 /* **** ******** GENERAL ********* **** */
25
26 /** \ingroup m_vm_management
27  * \brief Returns the value of a given vm property
28  *
29  * \param vm a vm
30  * \param name a property name
31  * \return value of a property (or NULL if property not set)
32  */
33
34 const char *MSG_vm_get_property_value(msg_vm_t vm, const char *name)
35 {
36   return MSG_host_get_property_value(vm, name);
37 }
38
39 /** \ingroup m_vm_management
40  * \brief Returns a xbt_dict_t consisting of the list of properties assigned to this host
41  *
42  * \param vm a vm
43  * \return a dict containing the properties
44  */
45 xbt_dict_t MSG_vm_get_properties(msg_vm_t vm)
46 {
47   xbt_assert((vm != NULL), "Invalid parameters (vm is NULL)");
48
49   return (simcall_host_get_properties(vm));
50 }
51
52 /** \ingroup m_host_management
53  * \brief Change the value of a given host property
54  *
55  * \param vm a vm
56  * \param name a property name
57  * \param value what to change the property to
58  * \param free_ctn the freeing function to use to kill the value on need
59  */
60 void MSG_vm_set_property_value(msg_vm_t vm, const char *name, void *value, void_f_pvoid_t free_ctn)
61 {
62   xbt_dict_set(MSG_host_get_properties(vm), name, value, free_ctn);
63 }
64
65 /** \ingroup msg_vm_management
66  * \brief Finds a msg_vm_t using its name.
67  *
68  * This is a name directory service
69  * \param name the name of a vm.
70  * \return the corresponding vm
71  *
72  * Please note that a VM is a specific host. Hence, you should give a different name
73  * for each VM/PM.
74  */
75
76 msg_vm_t MSG_vm_get_by_name(const char *name)
77 {
78   return MSG_get_host_by_name(name);
79 }
80
81 /** \ingroup m_vm_management
82  *
83  * \brief Return the name of the #msg_host_t.
84  *
85  * This functions checks whether \a host is a valid pointer or not and return
86    its name.
87  */
88 const char *MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
89 {
90   return MSG_host_get_name(vm);
91 }
92
93
94 /* **** Check state of a VM **** */
95 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
96 {
97   return simcall_vm_get_state(vm) == state;
98 }
99
100 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
101  *  @ingroup msg_VMs
102  */
103 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
104 {
105   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
106 }
107
108 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
109  *  @ingroup msg_VMs
110  */
111 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
112 {
113   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
114 }
115
116 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
117  *  @ingroup msg_VMs
118  */
119 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
120 {
121   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
122   return priv->is_migrating;
123 }
124
125 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
126  *  @ingroup msg_VMs
127  */
128 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
129 {
130   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
131 }
132
133 /** @brief Returns whether the given VM is being saved (FIXME: live saving or not?).
134  *  @ingroup msg_VMs
135  */
136 int MSG_vm_is_saving(msg_vm_t vm)
137 {
138   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVING);
139 }
140
141 /** @brief Returns whether the given VM has been saved, not running.
142  *  @ingroup msg_VMs
143  */
144 int MSG_vm_is_saved(msg_vm_t vm)
145 {
146   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SAVED);
147 }
148
149 /** @brief Returns whether the given VM is being restored, not running.
150  *  @ingroup msg_VMs
151  */
152 int MSG_vm_is_restoring(msg_vm_t vm)
153 {
154   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RESTORING);
155 }
156
157
158
159 /* ------------------------------------------------------------------------- */
160 /* ------------------------------------------------------------------------- */
161
162 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
163
164 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
165  *  @ingroup msg_VMs*
166  *  All parameters are in MBytes
167  *
168  */
169 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t ind_pm, const char *name,
170                        int ncpus, int ramsize,
171                        int net_cap, char *disk_path, int disksize,
172                        int mig_netspeed, int dp_intensity)
173 {
174   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration
175    * bandwidth */
176   double host_speed = MSG_get_host_speed(ind_pm);
177   double update_speed = ((double)dp_intensity/100) * mig_netspeed;
178
179   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(ind_pm, name);
180   s_ws_params_t params;
181   memset(&params, 0, sizeof(params));
182   params.ramsize = (sg_size_t)ramsize * 1024 * 1024;
183   //params.overcommit = 0;
184   params.devsize = 0;
185   params.skip_stage2 = 0;
186   params.max_downtime = 0.03;
187   params.dp_rate = (update_speed * 1024 * 1024) / host_speed;
188   params.dp_cap = params.ramsize * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
189   params.mig_speed = (double)mig_netspeed * 1024 * 1024; // mig_speed
190
191   //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);
192   simcall_host_set_params(vm, &params);
193
194   return vm;
195 }
196
197
198 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
199  *  @ingroup msg_VMs*
200  *
201  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
202  */
203 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
204 {
205   /* make sure the VM of the same name does not exit */
206   {
207     xbt_dictelm_t ind_host_tmp = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, name);
208     if (ind_host_tmp && sg_host_simix(ind_host_tmp) != NULL) {
209       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
210       return NULL;
211     }
212   }
213
214   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
215   msg_vm_t ind_vm = NULL;
216   void *ind_vm_workstation =  NULL;
217
218   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
219   ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
220   ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
221
222   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
223
224   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
225
226   return ind_vm;
227 }
228
229 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
230  *  @ingroup msg_VMs
231  */
232 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
233 {
234   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
235     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
236
237   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
238   if (MSG_vm_is_running(vm))
239       simcall_vm_shutdown(vm);
240
241   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
242     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
243     DIE_IMPOSSIBLE;
244   }
245
246   /* Then, destroy the VM object */
247   simcall_vm_destroy(vm);
248
249   __MSG_host_destroy(vm);
250
251   TRACE_msg_vm_end(vm);
252 }
253
254
255 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
256  *  @ingroup msg_VMs
257  *
258  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
259  *
260  */
261 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
262 {
263   simcall_vm_start(vm);
264
265   TRACE_msg_vm_start(vm);
266 }
267
268
269
270 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
271  *  @ingroup msg_VMs
272  *
273  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to
274  * use a #MSG_process_sleep() or something. I'm not quite sure.
275  */
276 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
277 {
278   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
279   simcall_vm_shutdown(vm);
280
281   // TRACE_msg_vm_(vm);
282 }
283
284
285
286 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
287  * source and destination PMs. mbox_ctl is used to detect the completion of a
288  * migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
289 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
290 {
291   char *vm_name = sg_host_name(vm);
292   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
293   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
294
295   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
296 }
297
298 static inline char *get_mig_mbox_ctl(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
299 {
300   char *vm_name = sg_host_name(vm);
301   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
302   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
303
304   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
305 }
306
307 static inline char *get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
308 {
309   char *vm_name = sg_host_name(vm);
310   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
311   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
312
313   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
314 }
315
316 static inline char *get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
317 {
318   char *vm_name = sg_host_name(vm);
319   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
320   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
321
322   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
323 }
324
325 static inline char *get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
326 {
327   char *vm_name = sg_host_name(vm);
328   char *src_pm_name = sg_host_name(src_pm);
329   char *dst_pm_name = sg_host_name(dst_pm);
330
331   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
332 }
333
334
335 struct migration_session {
336   msg_vm_t vm;
337   msg_host_t src_pm;
338   msg_host_t dst_pm;
339
340   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
341    * know the completion of the migration. */
342   char *mbox_ctl;
343   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration
344    * data. */
345   char *mbox;
346 };
347
348
349 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
350 {
351   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
352
353   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
354   struct migration_session *ms = MSG_process_get_data(MSG_process_self());
355
356   s_ws_params_t params;
357   simcall_host_get_params(ms->vm, &params);
358
359   int need_exit = 0;
360
361   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
362
363   int ret = 0;
364   for (;;) {
365     msg_task_t task = NULL;
366     ret = MSG_task_recv(&task, ms->mbox);
367     {
368       if (ret != MSG_OK) {
369         // An error occured, clean the code and return
370         // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
371         xbt_free(finalize_task_name);
372         return 0;
373       }
374     }
375
376     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
377       need_exit = 1;
378
379     MSG_task_destroy(task);
380
381     if (need_exit)
382       break;
383   }
384
385   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
386   // Hence complete the migration
387
388   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
389   // 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)
390    msg_vm_t vm = ms->vm;
391    msg_host_t src_pm = ms->src_pm;
392    msg_host_t dst_pm = ms-> dst_pm;
393    msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
394
395 // // 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
396 // // I should check with Takahiro in order to make this portion of code atomic
397 //  /* deinstall the current affinity setting for the CPU */
398 //  simcall_vm_set_affinity(vm, src_pm, 0);
399 //
400 //  /* Update the vm location */
401 //  simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
402 // 
403 //  /* Resume the VM */
404 //  simcall_vm_resume(vm);
405 //
406    simcall_vm_migratefrom_resumeto(vm, src_pm, dst_pm); 
407
408   /* install the affinity setting of the VM on the destination pm */
409   {
410
411     unsigned long affinity_mask = (unsigned long) xbt_dict_get_or_null_ext(priv->affinity_mask_db, (char *)dst_pm, sizeof(msg_host_t));
412     simcall_vm_set_affinity(vm, dst_pm, affinity_mask);
413     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", affinity_mask, MSG_host_get_name(dst_pm), MSG_host_get_name(vm));
414   }
415
416   {
417
418    // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
419    msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
420    priv->is_migrating = 0;
421    XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", ms->vm->key, ms->src_pm->key, ms->dst_pm->key);
422    TRACE_msg_vm_change_host(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm);
423   }
424   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
425   {
426     char *task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
427     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
428     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl);
429     // xbt_assert(ret == MSG_OK);
430     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
431       // 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
432       // TODO What does it mean ? What should we do ?
433       MSG_task_destroy(task);
434     } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
435       // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
436       MSG_task_destroy(task);
437     }
438
439     xbt_free(task_name);
440   }
441
442
443   xbt_free(finalize_task_name);
444
445   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
446
447   return 0;
448 }
449
450 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
451 {
452   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
453
454   char *key = NULL;
455   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
456   dirty_page_t dp = NULL;
457   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
458     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
459     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
460     dp->prev_remaining = remaining;
461
462     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
463   }
464 }
465
466 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
467 {
468   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
469   priv->dp_enabled = 1;
470
471   reset_dirty_pages(vm);
472 }
473
474 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
475 {
476   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
477   priv->dp_enabled = 0;
478 }
479
480 #if 0
481 /* It might be natural that we define dp_rate for each task. But, we will also
482  * have to care about how each task behavior affects the memory update behavior
483  * at the operating system level. It may not be easy to model it with a simple algorithm. */
484 double calc_updated_pages(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
485 {
486     double computed = dp->prev_remaining - remaining;
487     double duration = clock - dp->prev_clock;
488     double updated = dp->task->dp_rate * computed;
489
490     XBT_INFO("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
491         key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
492     XBT_INFO("%s@%s: updated %f bytes, %f Mbytes/s",
493         key, sg_host_name(vm), updated, updated / duration / 1000 / 1000);
494
495     return updated;
496 }
497 #endif
498
499 static double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
500 {
501   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
502   double duration = clock - dp->prev_clock;
503
504   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
505       key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
506
507   return computed;
508 }
509
510 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
511 {
512   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
513   double total = 0;
514
515   char *key = NULL;
516   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
517   dirty_page_t dp = NULL;
518   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
519     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
520
521     double clock = MSG_get_clock();
522
523     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
524     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
525
526     dp->prev_remaining = remaining;
527     dp->prev_clock = clock;
528   }
529
530   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
531
532   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
533       stage_for_fancy_debug,
534       stage2_round_for_fancy_debug,
535       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
536
537
538
539   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
540
541
542   return total;
543 }
544
545 // TODO Is this code redundant with the information provided by
546 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
547 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
548 {
549   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
550   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
551   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
552
553   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
554   dp->task = task;
555
556   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
557   if (priv->dp_enabled) {
558     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
559     dp->prev_remaining = remaining;
560   }
561
562   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
563   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
564   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
565
566   xbt_free(key);
567 }
568
569 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
570 {
571   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
572
573   char *key = bprintf("%s-%p", task->name, task);
574
575   dirty_page_t dp = xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
576   xbt_assert(dp->task == task);
577
578   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
579    * computation has been done until now, and keep the information for the
580    * lookup_() function that will called soon. */
581   if (priv->dp_enabled) {
582     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
583     double clock = MSG_get_clock();
584     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
585     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
586
587     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
588   }
589
590   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
591   xbt_free(dp);
592
593   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_name(host));
594
595   xbt_free(key);
596 }
597
598
599
600
601 static sg_size_t send_migration_data(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm,
602     sg_size_t size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double timeout)
603 {
604   sg_size_t sent = 0;
605   char *task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
606   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
607
608   /* TODO: clean up */
609
610   double clock_sta = MSG_get_clock();
611
612   msg_error_t ret;
613   if (mig_speed > 0)
614     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox, timeout, mig_speed);
615   else
616     ret = MSG_task_send(task, mbox);
617
618   xbt_free(task_name);
619
620   if (ret == MSG_OK) {
621     sent = size;
622   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
623     sg_size_t remaining = MSG_task_get_remaining_communication(task);
624     sent = size - remaining;
625     XBT_INFO("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu",
626         timeout, remaining, size);
627   }
628
629   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
630   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
631     //XBT_INFO("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
632     MSG_task_destroy(task);
633     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
634   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
635     //XBT_INFO("DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
636     MSG_task_destroy(task);
637     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", sg_host_name(vm), stage);
638   }
639
640   double clock_end = MSG_get_clock();
641   double duration = clock_end - clock_sta;
642   double actual_speed = size / duration;
643
644   if (stage == 2)
645     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, stage2_round, size, duration, actual_speed, mig_speed);
646   else
647     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed);
648
649   return sent;
650 }
651
652 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
653 {
654   double updated_size = computed * dp_rate;
655   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
656   if (updated_size > dp_cap) {
657     // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
658     updated_size = dp_cap;
659   }
660
661   return (sg_size_t) updated_size;
662 }
663
664 static double send_stage1(struct migration_session *ms,
665     sg_size_t ramsize, double mig_speed, double dp_rate, double dp_cap)
666 {
667
668   // const long chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100;
669   const sg_size_t chunksize = (sg_size_t)1024 * 1024 * 100000;
670   sg_size_t remaining = ramsize;
671   double computed_total = 0;
672
673   while (remaining > 0) {
674     sg_size_t datasize = chunksize;
675     if (remaining < chunksize)
676       datasize = remaining;
677
678     remaining -= datasize;
679     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, datasize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
680     double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
681     computed_total += computed;
682   }
683
684   return computed_total;
685 }
686
687
688
689 static double get_threshold_value(double bandwidth, double max_downtime)
690 {
691   return max_downtime * bandwidth;
692 }
693
694 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
695 {
696   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
697
698   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
699   struct migration_session *ms = MSG_process_get_data(MSG_process_self());
700
701   s_ws_params_t params;
702   simcall_host_get_params(ms->vm, &params);
703   const sg_size_t ramsize   = params.ramsize;
704   const sg_size_t devsize   = params.devsize;
705   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
706   int skip_stage2           = params.skip_stage2;
707   const double dp_rate      = params.dp_rate;
708   const double dp_cap       = params.dp_cap;
709   const double mig_speed    = params.mig_speed;
710   double max_downtime       = params.max_downtime;
711
712   /* hard code it temporally. Fix Me */
713 #define MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME 10000000.0
714   double mig_timeout = MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME;
715
716   double remaining_size = ramsize + devsize;
717   double threshold = 0.0;
718
719   /* check parameters */
720   if (ramsize == 0)
721     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
722
723   if (max_downtime == 0) {
724     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
725     max_downtime = 0.03;
726   }
727
728   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
729   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
730   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
731
732   double computed_during_stage1 = 0;
733   if (!skip_stage1) {
734     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
735
736     TRY {
737       /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory
738        * pages even though the duration of this tranfer exceeds the timeout
739        * value. */
740       XBT_INFO("Stage 1: Gonna send %llu", ramsize);
741       sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
742       remaining_size -= sent;
743       computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
744
745       if (sent < ramsize) {
746         XBT_INFO("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
747         skip_stage2 = 1;
748       } else if (sent > ramsize)
749         XBT_CRITICAL("bug");
750
751     } CATCH_ANONYMOUS {
752       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
753       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
754       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
755       return 0;
756     }
757
758     double clock_post_send = MSG_get_clock();
759     mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
760     if (mig_timeout < 0) {
761       XBT_INFO("The duration of stage 1 exceeds the timeout value (%lf > %lf), skip stage 2",
762           (clock_post_send - clock_prev_send), MIGRATION_TIMEOUT_DO_NOT_HARDCODE_ME);
763       skip_stage2 = 1;
764     }
765
766     /* estimate bandwidth */
767     double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
768     threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
769     XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
770   }
771
772
773   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
774    * becomes smaller than the threshold value. */
775   if (skip_stage2)
776     goto stage3;
777
778
779   int stage2_round = 0;
780   for (;;) {
781
782     sg_size_t updated_size = 0;
783     if (stage2_round == 0) {
784       /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the
785        * data updated during stage1 */
786       updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
787     } else {
788       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
789       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
790     }
791
792     XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
793         stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
794
795
796     /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so,
797      * move to stage 3. */
798     remaining_size += updated_size;
799     XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
800         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
801     if (remaining_size < threshold)
802       break;
803
804
805     sg_size_t sent = 0;
806     double clock_prev_send = MSG_get_clock();
807     TRY {
808       XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
809       sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed, mig_timeout);
810     } CATCH_ANONYMOUS {
811       //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
812       // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
813       stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
814       return 0;
815     }
816     double clock_post_send = MSG_get_clock();
817
818     if (sent == updated_size) {
819       /* timeout did not happen */
820       double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
821       threshold = get_threshold_value(bandwidth, max_downtime);
822       XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %f", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
823       remaining_size -= sent;
824       stage2_round += 1;
825       mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
826       xbt_assert(mig_timeout > 0);
827
828     } else if (sent < updated_size) {
829       /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
830        * updated before timeout must be added to the remaining size. */
831       XBT_INFO("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf",
832           stage2_round, sent, updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
833       remaining_size -= sent;
834
835       double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
836       updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
837       remaining_size += updated_size;
838       break;
839
840     } else
841       XBT_CRITICAL("bug");
842   }
843
844
845 stage3:
846   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
847   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
848   simcall_vm_suspend(ms->vm);
849   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
850
851   TRY {
852     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %f", remaining_size);
853     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
854   } CATCH_ANONYMOUS {
855     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST please check directly in send_migration_data code)
856     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
857     simcall_vm_resume(ms->vm);
858     return 0;
859   }
860
861   // 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.
862   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
863
864   return 0;
865 }
866
867
868
869 static int do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
870 {
871   struct migration_session *ms = xbt_new(struct migration_session, 1);
872   ms->vm = vm;
873   ms->src_pm = src_pm;
874   ms->dst_pm = dst_pm;
875   ms->mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm, src_pm, dst_pm);
876   ms->mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm, src_pm, dst_pm);
877  
878
879   char *pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
880   char *pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
881
882 //  msg_process_t tx_process, rx_process; 
883 //  MSG_process_create(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm);
884 //  MSG_process_create(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm);
885 #if 1
886  {
887  char **argv = xbt_new(char *, 2);
888  argv[0] = pr_rx_name;
889  argv[1] = NULL;
890 /*rx_process = */ MSG_process_create_with_arguments(pr_rx_name, migration_rx_fun, ms, dst_pm, 1, argv);
891  }
892  {
893  char **argv = xbt_new(char *, 2);
894  argv[0] = pr_tx_name;
895  argv[1] = NULL;
896 /* tx_process = */MSG_process_create_with_arguments(pr_tx_name, migration_tx_fun, ms, src_pm, 1, argv);
897  }
898 #endif
899
900   /* wait until the migration have finished or on error has occured */
901   {
902     XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
903     msg_task_t task = NULL;
904     msg_error_t ret = MSG_TIMEOUT;
905     while (ret == MSG_TIMEOUT && MSG_host_is_on(dst_pm)) //Wait while you receive the message o
906      ret = MSG_task_receive_with_timeout(&task, ms->mbox_ctl, 4);
907
908     xbt_free(ms->mbox_ctl);
909     xbt_free(ms->mbox);
910     xbt_free(ms);
911    
912     //xbt_assert(ret == MSG_OK);
913     if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
914         // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the other side.
915         // Hence, just throw the execption
916         XBT_INFO("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
917         //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 
918         return -1; 
919     } 
920     else if((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)){ // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
921         XBT_INFO("DST crashes, throw an exception (m-control)");
922         return -2;  
923     }
924
925    
926     char *expected_task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4);
927     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
928     xbt_free(expected_task_name);
929     MSG_task_destroy(task);
930     return 0;
931   }
932 }
933
934
935
936
937 /** @brief Migrate the VM to the given host.
938  *  @ingroup msg_VMs
939  *
940  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
941  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
942  * migration.
943  */
944 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
945 {
946   /* some thoughts:
947    * - One approach is ...
948    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
949    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
950    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
951    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
952    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
953    *     consuming resources.
954    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
955    *     will work for this?
956    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
957    *     for the destination VM?
958    *
959    * - Another one is ...
960    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
961    *   physical host.
962    *
963    * The second one would be easier.
964    *  
965    */
966
967   msg_host_t old_pm = simcall_vm_get_pm(vm);
968
969   if(MSG_host_is_off(old_pm))
970     THROWF(vm_error, 0, "SRC host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_name(old_pm));
971  
972   if(MSG_host_is_off(new_pm))
973     THROWF(vm_error, 0, "DST host(%s) seems off, cannot start a migration", sg_host_name(new_pm));
974   
975   if (!MSG_vm_is_running(vm))
976     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_name(vm));
977
978   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
979     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is already migrating", sg_host_name(vm));
980
981   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
982   priv->is_migrating = 1;
983
984   {
985   
986     int ret = do_migration(vm, old_pm, new_pm);
987     if (ret == -1){
988      priv->is_migrating = 0;
989      THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration");
990     }
991     else if(ret == -2){
992      priv->is_migrating = 0;
993      THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration");
994     }
995   }
996
997   // 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
998   // In that case, the VM has been already assigned to the DST node.
999   //XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
1000   //TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
1001 }
1002
1003
1004 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
1005  *  @ingroup msg_VMs
1006  *
1007  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
1008  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
1009  *
1010  * No suspension cost occurs.
1011  */
1012 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1013 {
1014   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1015     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
1016
1017   simcall_vm_suspend(vm);
1018
1019   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1020
1021   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1022 }
1023
1024
1025 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1026  *  @ingroup msg_VMs
1027  *
1028  * No resume cost occurs.
1029  */
1030 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1031 {
1032   simcall_vm_resume(vm);
1033
1034   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1035 }
1036
1037
1038 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1039  *  @ingroup msg_VMs
1040  *
1041  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
1042  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
1043  *
1044  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1045  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1046  * of VM save to you.
1047  */
1048 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1049 {
1050   if (MSG_vm_is_migrating(vm))
1051     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is migrating", sg_host_name(vm));
1052
1053   simcall_vm_save(vm);
1054   TRACE_msg_vm_save(vm);
1055 }
1056
1057 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1058  *  @ingroup msg_VMs
1059  *
1060  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1061  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1062  * of VM restore to you.
1063  */
1064 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1065 {
1066   simcall_vm_restore(vm);
1067
1068   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1069 }
1070
1071
1072 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1073  *  @ingroup msg_VMs
1074  */
1075 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1076 {
1077   return simcall_vm_get_pm(vm);
1078 }
1079
1080
1081 /** @brief Set a CPU bound for a given VM.
1082  *  @ingroup msg_VMs
1083  *
1084  * 1.
1085  * Note that in some cases MSG_task_set_bound() may not intuitively work for VMs.
1086  *
1087  * For example,
1088  *  On PM0, there are Task1 and VM0.
1089  *  On VM0, there is Task2.
1090  * Now we bound 75% to Task1\@PM0 and bound 25% to Task2\@VM0.
1091  * Then,
1092  *  Task1\@PM0 gets 50%.
1093  *  Task2\@VM0 gets 25%.
1094  * This is NOT 75% for Task1\@PM0 and 25% for Task2\@VM0, respectively.
1095  *
1096  * This is because a VM has the dummy CPU action in the PM layer. Putting a
1097  * task on the VM does not affect the bound of the dummy CPU action. The bound
1098  * of the dummy CPU action is unlimited.
1099  *
1100  * There are some solutions for this problem. One option is to update the bound
1101  * of the dummy CPU action automatically. It should be the sum of all tasks on
1102  * the VM. But, this solution might be costly, because we have to scan all tasks
1103  * on the VM in share_resource() or we have to trap both the start and end of
1104  * task execution.
1105  *
1106  * The current solution is to use MSG_vm_set_bound(), which allows us to
1107  * directly set the bound of the dummy CPU action.
1108  *
1109  *
1110  * 2.
1111  * Note that bound == 0 means no bound (i.e., unlimited). But, if a host has
1112  * multiple CPU cores, the CPU share of a computation task (or a VM) never
1113  * exceeds the capacity of a CPU core.
1114  */
1115 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
1116 {
1117   return simcall_vm_set_bound(vm, bound);
1118 }
1119
1120
1121 /** @brief Set the CPU affinity of a given VM.
1122  *  @ingroup msg_VMs
1123  *
1124  * This function changes the CPU affinity of a given VM. Usage is the same as
1125  * MSG_task_set_affinity(). See the MSG_task_set_affinity() for details.
1126  */
1127 void MSG_vm_set_affinity(msg_vm_t vm, msg_host_t pm, unsigned long mask)
1128 {
1129   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
1130
1131   if (mask == 0)
1132     xbt_dict_remove_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm));
1133   else
1134     xbt_dict_set_ext(priv->affinity_mask_db, (char *) pm, sizeof(pm), (void *) mask, NULL);
1135
1136   msg_host_t pm_now = MSG_vm_get_pm(vm);
1137   if (pm_now == pm) {
1138     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1139     simcall_vm_set_affinity(vm, pm, mask);
1140   } else
1141     XBT_DEBUG("set affinity(0x%04lx@%s) for %s (not active now)", mask, MSG_host_get_name(pm), MSG_host_get_name(vm));
1142 }