Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

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