Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Merge branch 'hypervisor' of scm.gforge.inria.fr:/gitroot/simgrid/simgrid into hypervisor
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.c
index 102e822..113b521 100644 (file)
@@ -308,6 +308,8 @@ static inline char *get_mig_task_name(const char *vm_name, const char *src_pm_na
   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
 }
 
+static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio);
+
 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
 {
   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
@@ -319,6 +321,12 @@ static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
   msg_vm_t dst_pm = MSG_get_host_by_name(dst_pm_name);
 
+
+  s_ws_params_t params;
+  simcall_host_get_params(vm, &params);
+  const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
+
+
   int need_exit = 0;
 
   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
@@ -328,6 +336,12 @@ static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
   for (;;) {
     msg_task_t task = NULL;
     MSG_task_recv(&task, mbox);
+    {
+      double received = MSG_task_get_data_size(task);
+      /* TODO: clean up */
+      // const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
+      launch_deferred_exec_process(vm, received * xfer_cpu_overhead, 1);
+    }
 
     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
       need_exit = 1;
@@ -422,7 +436,7 @@ double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, d
   return computed;
 }
 
-static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage2_round_for_fancy_debug)
+static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
 {
   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
   double total = 0;
@@ -443,7 +457,8 @@ static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage2_round_for_fanc
 
   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
 
-  XBT_INFO("mig-stage2.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
+  XBT_INFO("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
+      stage_for_fancy_debug,
       stage2_round_for_fancy_debug,
       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
 
@@ -509,27 +524,362 @@ void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
 }
 
 
+static int deferred_exec_fun(int argc, char *argv[])
+{
+  xbt_assert(argc == 3);
+  const char *comp_str = argv[1];
+  double computaion = atof(comp_str);
+  const char *prio_str = argv[2];
+  double prio = atof(prio_str);
+
+  msg_task_t task = MSG_task_create("__task_deferred", computaion, 0, NULL);
+  // XBT_INFO("exec deferred %f", computaion);
+
+  /* dpt is the results of the VM activity */
+  MSG_task_set_priority(task, prio);
+  MSG_task_execute(task);
+
+
+
+  MSG_task_destroy(task);
+
+  return 0;
+}
+
+static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation, double prio)
+{
+  char *pr_name = bprintf("__pr_deferred_exec_%s", MSG_host_get_name(host));
+
+  int nargvs = 4;
+  char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
+  argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
+  argv[1] = bprintf("%lf", computation);
+  argv[2] = bprintf("%lf", prio);
+  argv[3] = NULL;
+
+  msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, deferred_exec_fun, NULL, host, nargvs - 1, argv);
+
+  xbt_free(pr_name);
+}
+
+
+static int task_tx_overhead_fun(int argc, char *argv[])
+{
+  xbt_assert(argc == 2);
+  const char *mbox = argv[1];
+
+  int need_exit = 0;
+
+  // XBT_INFO("start %s", mbox);
+
+  for (;;) {
+    msg_task_t task = NULL;
+    MSG_task_recv(&task, mbox);
+
+    // XBT_INFO("task->name %s", task->name);
+
+    if (strcmp(task->name, "finalize_making_overhead") == 0)
+      need_exit = 1;
+
+    // XBT_INFO("exec");
+    // MSG_task_set_priority(task, 1000000);
+    MSG_task_execute(task);
+    MSG_task_destroy(task);
+
+    if (need_exit)
+      break;
+  }
+
+  // XBT_INFO("bye");
+
+  return 0;
+}
+
+static void start_overhead_process(msg_task_t comm_task)
+{
+  char *pr_name = bprintf("__pr_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+  char *mbox    = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+
+  int nargvs = 3;
+  char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
+  argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
+  argv[1] = xbt_strdup(mbox);
+  argv[2] = NULL;
+
+  // XBT_INFO("micro start: mbox %s", mbox);
+  msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, task_tx_overhead_fun, NULL, MSG_host_self(), nargvs - 1, argv);
+
+  xbt_free(pr_name);
+  xbt_free(mbox);
+}
+
+static void shutdown_overhead_process(msg_task_t comm_task)
+{
+  char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+
+  msg_task_t task = MSG_task_create("finalize_making_overhead", 0, 0, NULL);
+
+  // XBT_INFO("micro shutdown: mbox %s", mbox);
+  msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
+  xbt_assert(ret == MSG_OK);
+
+  xbt_free(mbox);
+  // XBT_INFO("shutdown done");
+}
+
+static void request_overhead(msg_task_t comm_task, double computation)
+{
+  char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+
+  msg_task_t task = MSG_task_create("micro", computation, 0, NULL);
+
+  // XBT_INFO("req overhead");
+  msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
+  xbt_assert(ret == MSG_OK);
+
+  xbt_free(mbox);
+}
+
+/* alpha is (floating_operations / bytes).
+ *
+ * When actual migration traffic was 32 mbytes/s, we observed the CPU
+ * utilization of the main thread of the Qemu process was 10 %. 
+ *   alpha = 0.1 * C / (32 * 1024 * 1024)
+ * where the CPU capacity of the PM is C flops/s.
+ *
+ * */
+static void task_send_bounded_with_cpu_overhead(msg_task_t comm_task, char *mbox, double mig_speed, double alpha)
+{
+  const double chunk_size = 1024 * 1024 * 10;
+  double remaining = MSG_task_get_data_size(comm_task);
+
+  start_overhead_process(comm_task);
+
+
+  while (remaining > 0) {
+    double data_size = chunk_size;
+    if (remaining < chunk_size)
+      data_size = remaining;
+
+    remaining -= data_size;
+
+    // XBT_INFO("remaining %f bytes", remaining);
+
+
+    double clock_sta = MSG_get_clock();
+
+    /* create a micro task */
+    {
+      char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+      msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, 0, data_size, NULL);
+
+      request_overhead(comm_task, data_size * alpha);
+
+      msg_error_t ret = MSG_task_send(mtask, mbox);
+      xbt_assert(ret == MSG_OK);
+
+      xbt_free(mtask_name);
+    }
+
+#if 0
+    {
+      /* In the real world, sending data involves small CPU computation. */
+      char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+      msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, data_size * alpha, data_size, NULL);
+      MSG_task_execute(mtask);
+      MSG_task_destroy(mtask);
+      xbt_free(mtask_name);
+    }
+#endif
+   
+    /* TODO */
+
+    double clock_end = MSG_get_clock();
+
+
+    if (mig_speed > 0) {
+      /*
+       * (max bandwidth) > data_size / ((elapsed time) + time_to_sleep)
+       *
+       * Thus, we get
+       *   time_to_sleep > data_size / (max bandwidth) - (elapsed time)
+       *
+       * If time_to_sleep is smaller than zero, the elapsed time was too big. We
+       * do not need a micro sleep.
+       **/
+      double time_to_sleep = data_size / mig_speed - (clock_end - clock_sta);
+      if (time_to_sleep > 0)
+        MSG_process_sleep(time_to_sleep);
+
+
+      //XBT_INFO("duration %f", clock_end - clock_sta);
+      //XBT_INFO("time_to_sleep %f", time_to_sleep);
+    }
+  }
+
+  // XBT_INFO("%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+  shutdown_overhead_process(comm_task);
+
+}
+
+
+#if 0
+static void make_cpu_overhead_of_data_transfer(msg_task_t comm_task, double init_comm_size)
+{
+  double prev_remaining = init_comm_size;
+
+  for (;;) {
+    double remaining = MSG_task_get_remaining_communication(comm_task);
+    if (remaining == 0)
+      need_exit = 1;
+
+    double sent = prev_remaining - remaining;
+    double comp_size = sent * overhead;
+
+
+    char *comp_task_name = bprintf("__sender_overhead%s", MSG_task_get_name(comm_task));
+    msg_task_t comp_task = MSG_task_create(comp_task_name, comp_size, 0, NULL);
+    MSG_task_execute(comp_task);
+    MSG_task_destroy(comp_task);
+
+    if (need_exit)
+      break;
+
+    prev_remaining = remaining;
+
+  }
+
+  xbt_free(comp_task_name);
+}
+#endif
+
+#define USE_MICRO_TASK 1
+
+#if 0
+// const double alpha = 0.1L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.25L * 1.0E8 / (85L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (24L * 1024 * 1024);   // makes super good values for 32 mbytes/s
+//const double alpha = 0.32L * 1.0E8 / (32L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
+////const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.56L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.66L * 1.0E8 / (90L * 1024 * 1024);
+// const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
+
+/* CPU 22% when 80Mbyte/s */
+const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
+#endif
+
+
 static void send_migration_data(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
-    double size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed)
+    double size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead)
 {
   char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
 
+  /* TODO: clean up */
+
+  double clock_sta = MSG_get_clock();
+
+#ifdef USE_MICRO_TASK
+
+  task_send_bounded_with_cpu_overhead(task, mbox, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
+
+#else
   msg_error_t ret;
   if (mig_speed > 0)
     ret = MSG_task_send_bounded(task, mbox, mig_speed);
   else
     ret = MSG_task_send(task, mbox);
   xbt_assert(ret == MSG_OK);
+#endif
+
+  double clock_end = MSG_get_clock();
+  double duration = clock_end - clock_sta;
+  double actual_speed = size / duration;
+#ifdef USE_MICRO_TASK
+  double cpu_utilization = size * xfer_cpu_overhead / duration / 1.0E8;
+#else
+  double cpu_utilization = 0;
+#endif
+
+
+
 
   if (stage == 2)
-    XBT_INFO("mig-stage%d.%d: sent %f", stage, stage2_round, size);
+    XBT_INFO("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);
   else
-    XBT_INFO("mig-stage%d: sent %f", stage, size);
+    XBT_INFO("mig-stage%d: sent %f duration %f actual_speed %f (target %f) cpu %f", stage, size, duration, actual_speed, mig_speed, cpu_utilization);
 
   xbt_free(task_name);
+
+
+
+#ifdef USE_MICRO_TASK
+  /* The name of a micro task starts with __micro, which does not match the
+   * special name that finalizes the receiver loop. Thus, we send the special task.
+   **/
+  {
+    if (stage == 3) {
+      char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
+      msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
+      msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
+      xbt_assert(ret == MSG_OK);
+      xbt_free(task_name);
+    }
+  }
+#endif
+}
+
+double get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
+{
+  double updated_size = computed * dp_rate;
+  XBT_INFO("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
+  if (updated_size > dp_cap) {
+    // XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f", stage2_round, updated_size, dp_cap);
+    updated_size = dp_cap;
+  }
+
+  return updated_size;
 }
 
+static double send_stage1(msg_host_t vm, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
+    long ramsize, double mig_speed, double xfer_cpu_overhead, double dp_rate, double dp_cap, double dpt_cpu_overhead)
+{
+  const char *vm_name = MSG_host_get_name(vm);
+  char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
+
+  const long chunksize = 1024 * 1024 * 100;
+  long remaining = ramsize;
+  double computed_total = 0;
+
+  while (remaining > 0) {
+    long datasize = chunksize;
+    if (remaining < chunksize)
+      datasize = remaining;
+
+    remaining -= datasize;
+
+    send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, datasize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
+
+    double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 1, 0);
+    computed_total += computed;
+
+    {
+      double updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
+
+      double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
+      launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
+    }
+  }
+
+  return computed_total;
+}
+
+
+
 
 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
 {
@@ -546,10 +896,14 @@ static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
   simcall_host_get_params(vm, &params);
   const long ramsize        = params.ramsize;
   const long devsize        = params.devsize;
+  const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
   const int skip_stage2     = params.skip_stage2;
   const double dp_rate      = params.dp_rate;
   const double dp_cap       = params.dp_cap;
   const double mig_speed    = params.mig_speed;
+  const double xfer_cpu_overhead = params.xfer_cpu_overhead;
+  const double dpt_cpu_overhead = params.dpt_cpu_overhead;
+
   double remaining_size = ramsize + devsize;
 
   double max_downtime = params.max_downtime;
@@ -558,6 +912,7 @@ static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
     max_downtime = 0.03;
   }
 
+  /* This value assumes the network link is 1Gbps. */
   double threshold = max_downtime * 125 * 1024 * 1024;
 
   /* setting up parameters has done */
@@ -573,10 +928,14 @@ static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
   start_dirty_page_tracking(vm);
 
-  send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mbox, 1, 0, mig_speed);
-
-  remaining_size -= ramsize;
+  double computed_during_stage1 = 0;
+  if (!skip_stage1) {
+    // send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mbox, 1, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
 
+    /* send ramsize, but split it */
+    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);
+    remaining_size -= ramsize;
+  }
 
 
   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
@@ -591,23 +950,40 @@ static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
 
   int stage2_round = 0;
   for (;;) {
-    // long updated_size = lookup_dirty_pages(vm);
-    double updated_size = lookup_computed_flop_counts(vm, stage2_round) * dp_rate;
-    if (updated_size > dp_cap) {
-      XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f",
-          stage2_round, updated_size, dp_cap);
-      updated_size = dp_cap;
+
+    double updated_size = 0;
+    if (stage2_round == 0)  {
+      /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
+      updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
+    } else {
+      double computed = lookup_computed_flop_counts(vm, 2, stage2_round);
+      updated_size = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
     }
 
-    remaining_size += updated_size;
+    XBT_INFO("%d updated_size %f computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f",
+        stage2_round, updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
 
-    XBT_INFO("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
-        remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
 
-    if (remaining_size < threshold)
-      break;
+    if (stage2_round != 0) {
+      /* during stage1, we have already created overhead tasks */
+      double overhead = dpt_cpu_overhead * updated_size;
+      XBT_INFO("updated %f overhead %f", updated_size, overhead);
+      launch_deferred_exec_process(vm, overhead, 10000);
+    }
+
+
+    {
+      remaining_size += updated_size;
+
+      XBT_INFO("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
+          remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
+
+      if (remaining_size < threshold)
+        break;
+    }
+
 
-    send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, updated_size, mbox, 2, stage2_round, mig_speed);
+    send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, updated_size, mbox, 2, stage2_round, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
 
     remaining_size -= updated_size;
     stage2_round += 1;
@@ -620,7 +996,7 @@ stage3:
   simcall_vm_suspend(vm);
   stop_dirty_page_tracking(vm);
 
-  send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, remaining_size, mbox, 3, 0, mig_speed);
+  send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, remaining_size, mbox, 3, 0, mig_speed, xfer_cpu_overhead);
 
   xbt_free(mbox);