Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Add migration overheads
[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  *
170  */
171 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t ind_pm, const char *name,
172                                              int ncpus, long ramsize, long net_cap, char *disk_path, long disksize)
173 {
174   msg_vm_t vm = MSG_vm_create_core(ind_pm, name);
175
176   {
177     s_ws_params_t params;
178     memset(&params, 0, sizeof(params));
179     params.ramsize = ramsize;
180     //params.overcommit = 0;
181     simcall_host_set_params(vm, &params);
182   }
183
184   /* TODO: Limit net capability, take into account disk considerations. */
185
186   return vm;
187 }
188
189
190 /** @brief Create a new VM object. The VM is not yet started. The resource of the VM is allocated upon MSG_vm_start().
191  *  @ingroup msg_VMs*
192  *
193  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
194  */
195 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t ind_pm, const char *name)
196 {
197   /* make sure the VM of the same name does not exit */
198   {
199     void *ind_host_tmp = xbt_lib_get_elm_or_null(host_lib, name);
200     if (ind_host_tmp) {
201       XBT_ERROR("host %s already exits", name);
202       return NULL;
203     }
204   }
205
206   /* Note: ind_vm and vm_workstation point to the same elm object. */
207   msg_vm_t ind_vm = NULL;
208   void *ind_vm_workstation =  NULL;
209
210   /* Ask the SIMIX layer to create the surf vm resource */
211   ind_vm_workstation = simcall_vm_create(name, ind_pm);
212   ind_vm = (msg_vm_t) __MSG_host_create(ind_vm_workstation);
213
214   XBT_DEBUG("A new VM (%s) has been created", name);
215
216   #ifdef HAVE_TRACING
217   TRACE_msg_vm_create(name, ind_pm);
218   #endif
219
220   return ind_vm;
221 }
222
223 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
224  *  @ingroup msg_VMs
225  */
226 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
227 {
228   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
229   if (MSG_vm_is_running(vm))
230       simcall_vm_shutdown(vm);
231
232   if (!MSG_vm_is_created(vm)) {
233     XBT_CRITICAL("shutdown the given VM before destroying it");
234     DIE_IMPOSSIBLE;
235   }
236
237   /* Then, destroy the VM object */
238   simcall_vm_destroy(vm);
239
240   __MSG_host_destroy(vm);
241
242   #ifdef HAVE_TRACING
243   TRACE_msg_vm_end(vm);
244   #endif
245 }
246
247
248 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
249  *  @ingroup msg_VMs
250  *
251  *  If the VM cannot be started, an exception is generated.
252  *
253  */
254 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
255 {
256   simcall_vm_start(vm);
257
258   #ifdef HAVE_TRACING
259   TRACE_msg_vm_start(vm);
260   #endif
261 }
262
263
264
265 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM. Any memory that they allocated will be leaked.
266  *  @ingroup msg_VMs
267  *
268  * FIXME: No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to
269  * use a #MSG_process_sleep() or something. I'm not quite sure.
270  */
271 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
272 {
273   /* msg_vm_t equals to msg_host_t */
274   simcall_vm_shutdown(vm);
275
276   // #ifdef HAVE_TRACING
277   // TRACE_msg_vm_(vm);
278   // #endif
279 }
280
281
282
283 /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between
284  * source and destiantion PMs. mbox_ctl is used to detect the completion of a
285  * migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
286 static inline char *get_mig_mbox_src_dst(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
287 {
288   return bprintf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
289 }
290
291 static inline char *get_mig_mbox_ctl(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
292 {
293   return bprintf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
294 }
295
296 static inline char *get_mig_process_tx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
297 {
298   return bprintf("__pr_mig_tx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
299 }
300
301 static inline char *get_mig_process_rx_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name)
302 {
303   return bprintf("__pr_mig_rx:%s(%s-%s)", vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
304 }
305
306 static inline char *get_mig_task_name(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name, int stage)
307 {
308   return bprintf("__task_mig_stage%d:%s(%s-%s)", stage, vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
309 }
310
311 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation);
312
313 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
314 {
315   const char *pr_name = MSG_process_get_name(MSG_process_self());
316   const char *host_name = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
317
318   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
319
320   xbt_assert(argc == 4);
321   const char *vm_name = argv[1];
322   const char *src_pm_name  = argv[2];
323   const char *dst_pm_name  = argv[3];
324   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
325   msg_vm_t dst_pm = MSG_get_host_by_name(dst_pm_name);
326
327   int need_exit = 0;
328
329   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
330   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
331   char *finalize_task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 3);
332
333   for (;;) {
334     msg_task_t task = NULL;
335     MSG_task_recv(&task, mbox);
336     {
337       double received = MSG_task_get_data_size(task);
338       /* TODO */
339       const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
340       launch_deferred_exec_process(vm, received * alpha);
341     }
342
343     if (strcmp(task->name, finalize_task_name) == 0)
344       need_exit = 1;
345
346     MSG_task_destroy(task);
347
348     if (need_exit)
349       break;
350   }
351
352
353   simcall_vm_migrate(vm, dst_pm);
354   simcall_vm_resume(vm);
355
356   {
357     char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, 4);
358
359     msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
360     msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox_ctl);
361     xbt_assert(ret == MSG_OK);
362
363     xbt_free(task_name);
364   }
365
366
367   xbt_free(mbox);
368   xbt_free(mbox_ctl);
369   xbt_free(finalize_task_name);
370
371   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
372
373   return 0;
374 }
375
376
377 typedef struct dirty_page {
378   double prev_clock;
379   double prev_remaining;
380   msg_task_t task;
381 } s_dirty_page, *dirty_page_t;
382
383
384 static void reset_dirty_pages(msg_vm_t vm)
385 {
386   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
387
388   char *key = NULL;
389   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
390   dirty_page_t dp = NULL;
391   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
392     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
393     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
394     dp->prev_remaining = remaining;
395
396     // XBT_INFO("%s@%s remaining %f", key, sg_host_name(vm), remaining);
397   }
398 }
399
400 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
401 {
402   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
403   priv->dp_enabled = 1;
404
405   reset_dirty_pages(vm);
406 }
407
408 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
409 {
410   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
411   priv->dp_enabled = 0;
412 }
413
414 #if 0
415 /* It might be natural that we define dp_rate for each task. But, we will also
416  * have to care about how each task behavior affects the memory update behavior
417  * at the operating system level. It may not be easy to model it with a simple algorithm. */
418 double calc_updated_pages(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
419 {
420     double computed = dp->prev_remaining - remaining;
421     double duration = clock - dp->prev_clock;
422     double updated = dp->task->dp_rate * computed;
423
424     XBT_INFO("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
425         key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
426     XBT_INFO("%s@%s: updated %f bytes, %f Mbytes/s",
427         key, sg_host_name(vm), updated, updated / duration / 1000 / 1000);
428
429     return updated;
430 }
431 #endif
432
433 double get_computed(char *key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
434 {
435   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
436   double duration = clock - dp->prev_clock;
437
438   XBT_DEBUG("%s@%s: computated %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)",
439       key, sg_host_name(vm), computed, dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
440
441   return computed;
442 }
443
444 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage2_round_for_fancy_debug)
445 {
446   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(vm);
447   double total = 0;
448
449   char *key = NULL;
450   xbt_dict_cursor_t cursor = NULL;
451   dirty_page_t dp = NULL;
452   xbt_dict_foreach(priv->dp_objs, cursor, key, dp) {
453     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(dp->task);
454     double clock = MSG_get_clock();
455
456     // total += calc_updated_pages(key, vm, dp, remaining, clock);
457     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
458
459     dp->prev_remaining = remaining;
460     dp->prev_clock = clock;
461   }
462
463   total += priv->dp_updated_by_deleted_tasks;
464
465   XBT_INFO("mig-stage2.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)",
466       stage2_round_for_fancy_debug,
467       total, priv->dp_updated_by_deleted_tasks);
468
469
470
471   priv->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
472
473
474   return total;
475 }
476
477 // TODO Is this code redundant with the information provided by
478 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
479 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
480 {
481   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
482   double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
483   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
484
485   dirty_page_t dp = xbt_new0(s_dirty_page, 1);
486   dp->task = task;
487
488   /* It should be okay that we add a task onto a migrating VM. */
489   if (priv->dp_enabled) {
490     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
491     dp->prev_remaining = remaining;
492   }
493
494   xbt_assert(xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key) == NULL);
495   xbt_dict_set(priv->dp_objs, key, dp, NULL);
496   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key, sg_host_name(host), remaining, priv->dp_enabled);
497
498   xbt_free(key);
499 }
500
501 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
502 {
503   msg_host_priv_t priv = msg_host_resource_priv(host);
504
505   char *key = bprintf("%s-%lld", task->name, task->counter);
506
507   dirty_page_t dp = xbt_dict_get_or_null(priv->dp_objs, key);
508   xbt_assert(dp->task == task);
509
510   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much
511    * computaion has been done until now, and keep the information for the
512    * lookup_() function that will called soon. */
513   if (priv->dp_enabled) {
514     double remaining = MSG_task_get_remaining_computation(task);
515     double clock = MSG_get_clock();
516     // double updated = calc_updated_pages(key, host, dp, remaining, clock);
517     double updated = get_computed(key, host, dp, remaining, clock);
518
519     priv->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
520   }
521
522   xbt_dict_remove(priv->dp_objs, key);
523   xbt_free(dp);
524
525   XBT_DEBUG("del %s on %s", key, sg_host_name(host));
526
527   xbt_free(key);
528 }
529
530
531 static int deferred_exec_fun(int argc, char *argv[])
532 {
533   xbt_assert(argc == 2);
534   const char *comp_str = argv[1];
535   double computaion = atof(comp_str);
536
537   msg_task_t task = MSG_task_create("__task_deferred", computaion, 0, NULL);
538   // XBT_INFO("exec deferred %f", computaion);
539
540   /* dpt is the results of the VM activity */
541   MSG_task_set_priority(task, 1000000);
542   MSG_task_execute(task);
543
544
545
546   MSG_task_destroy(task);
547
548   return 0;
549 }
550
551 static void launch_deferred_exec_process(msg_host_t host, double computation)
552 {
553   char *pr_name = bprintf("__pr_deferred_exec_%s", MSG_host_get_name(host));
554
555   int nargvs = 3;
556   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
557   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
558   argv[1] = bprintf("%lf", computation);
559   argv[2] = NULL;
560
561   msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, deferred_exec_fun, NULL, host, nargvs - 1, argv);
562
563   xbt_free(pr_name);
564 }
565
566
567 static int task_tx_overhead_fun(int argc, char *argv[])
568 {
569   xbt_assert(argc == 2);
570   const char *mbox = argv[1];
571
572   int need_exit = 0;
573
574   XBT_INFO("start %s", mbox);
575
576   for (;;) {
577     msg_task_t task = NULL;
578     MSG_task_recv(&task, mbox);
579
580     // XBT_INFO("task->name %s", task->name);
581
582     if (strcmp(task->name, "finalize_making_overhead") == 0)
583       need_exit = 1;
584
585     // XBT_INFO("exec");
586     MSG_task_execute(task);
587     MSG_task_destroy(task);
588
589     if (need_exit)
590       break;
591   }
592
593   XBT_INFO("bye");
594
595   return 0;
596 }
597
598 static void start_overhead_process(msg_task_t comm_task)
599 {
600   char *pr_name = bprintf("__pr_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
601   char *mbox    = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
602
603   int nargvs = 3;
604   char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
605   argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
606   argv[1] = xbt_strdup(mbox);
607   argv[2] = NULL;
608
609   XBT_INFO("micro start: mbox %s", mbox);
610   msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, task_tx_overhead_fun, NULL, MSG_host_self(), nargvs - 1, argv);
611
612   xbt_free(pr_name);
613   xbt_free(mbox);
614 }
615
616 static void shutdown_overhead_process(msg_task_t comm_task)
617 {
618   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
619
620   msg_task_t task = MSG_task_create("finalize_making_overhead", 0, 0, NULL);
621
622   XBT_INFO("micro shutdown: mbox %s", mbox);
623   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
624   xbt_assert(ret == MSG_OK);
625
626   xbt_free(mbox);
627   XBT_INFO("shutdown done");
628 }
629
630 static void request_overhead(msg_task_t comm_task, double computation)
631 {
632   char *mbox = bprintf("__mb_task_tx_overhead_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
633
634   msg_task_t task = MSG_task_create("micro", computation, 0, NULL);
635
636   XBT_INFO("req overhead");
637   msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
638   xbt_assert(ret == MSG_OK);
639
640   xbt_free(mbox);
641 }
642
643 /* alpha is (floating_operations / bytes).
644  *
645  * When actual migration traffic was 32 mbytes/s, we observed the CPU
646  * utilization of the main thread of the Qemu process was 10 %. 
647  *   alpha = 0.1 * C / (32 * 1024 * 1024)
648  * where the CPU capacity of the PM is C flops/s.
649  *
650  * */
651 static void task_send_bounded_with_cpu_overhead(msg_task_t comm_task, char *mbox, double mig_speed, double alpha)
652 {
653   const double chunk_size = 1024 * 1024;
654   double remaining = MSG_task_get_data_size(comm_task);
655
656   start_overhead_process(comm_task);
657
658
659   while (remaining > 0) {
660     double data_size = chunk_size;
661     if (remaining < chunk_size)
662       data_size = remaining;
663
664     remaining -= data_size;
665
666     XBT_INFO("remaining %f bytes", remaining);
667
668
669     double clock_sta = MSG_get_clock();
670
671     /* create a micro task */
672     {
673       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
674       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, 0, data_size, NULL);
675
676       request_overhead(comm_task, data_size * alpha);
677
678       msg_error_t ret = MSG_task_send(mtask, mbox);
679       xbt_assert(ret == MSG_OK);
680
681       xbt_free(mtask_name);
682     }
683
684 #if 0
685     {
686       /* In the real world, sending data involves small CPU computation. */
687       char *mtask_name = bprintf("__micro_%s", MSG_task_get_name(comm_task));
688       msg_task_t mtask = MSG_task_create(mtask_name, data_size * alpha, data_size, NULL);
689       MSG_task_execute(mtask);
690       MSG_task_destroy(mtask);
691       xbt_free(mtask_name);
692     }
693 #endif
694    
695     /* TODO */
696
697     double clock_end = MSG_get_clock();
698
699
700     if (mig_speed > 0) {
701       /*
702        * (max bandwidth) > data_size / ((elapsed time) + time_to_sleep)
703        *
704        * Thus, we get
705        *   time_to_sleep > data_size / (max bandwidth) - (elapsed time)
706        *
707        * If time_to_sleep is smaller than zero, the elapsed time was too big. We
708        * do not need a micro sleep.
709        **/
710       double time_to_sleep = data_size / mig_speed - (clock_end - clock_sta);
711       if (time_to_sleep > 0)
712         MSG_process_sleep(time_to_sleep);
713
714
715       XBT_INFO("duration %f", clock_end - clock_sta);
716       XBT_INFO("time_to_sleep %f", time_to_sleep);
717     }
718   }
719
720   XBT_INFO("%s", MSG_task_get_name(comm_task));
721   shutdown_overhead_process(comm_task);
722
723 }
724
725
726 #if 0
727 static void make_cpu_overhead_of_data_transfer(msg_task_t comm_task, double init_comm_size)
728 {
729   double prev_remaining = init_comm_size;
730
731   for (;;) {
732     double remaining = MSG_task_get_remaining_communication(comm_task);
733     if (remaining == 0)
734       need_exit = 1;
735
736     double sent = prev_remaining - remaining;
737     double comp_size = sent * overhead;
738
739
740     char *comp_task_name = bprintf("__sender_overhead%s", MSG_task_get_name(comm_task));
741     msg_task_t comp_task = MSG_task_create(comp_task_name, comp_size, 0, NULL);
742     MSG_task_execute(comp_task);
743     MSG_task_destroy(comp_task);
744
745     if (need_exit)
746       break;
747
748     prev_remaining = remaining;
749
750   }
751
752   xbt_free(comp_task_name);
753 }
754 #endif
755
756 #define USE_MICRO_TASK 1
757
758 static void send_migration_data(const char *vm_name, const char *src_pm_name, const char *dst_pm_name,
759     double size, char *mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed)
760 {
761   char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
762   msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, size, NULL);
763
764
765   double clock_sta = MSG_get_clock();
766
767 #ifdef USE_MICRO_TASK
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   
779   // const double alpha = 0.20L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
780   const double alpha = 0.22L * 1.0E8 / (80L * 1024 * 1024);
781
782   task_send_bounded_with_cpu_overhead(task, mbox, mig_speed, alpha);
783
784 #else
785   msg_error_t ret;
786   if (mig_speed > 0)
787     ret = MSG_task_send_bounded(task, mbox, mig_speed);
788   else
789     ret = MSG_task_send(task, mbox);
790   xbt_assert(ret == MSG_OK);
791 #endif
792
793   double clock_end = MSG_get_clock();
794   double duration = clock_end - clock_sta;
795   double actual_speed = size / duration;
796 #ifdef USE_MICRO_TASK
797   double cpu_utilization = size * alpha / duration / 1.0E8;
798 #else
799   double cpu_utilization = 0;
800 #endif
801
802
803
804
805   if (stage == 2)
806     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);
807   else
808     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);
809
810   xbt_free(task_name);
811
812
813
814 #ifdef USE_MICRO_TASK
815   /* The name of a micro task starts with __micro, which does not match the
816    * special name that finalizes the receiver loop. Thus, we send the special task.
817    **/
818   {
819     if (stage == 3) {
820       char *task_name = get_mig_task_name(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, stage);
821       msg_task_t task = MSG_task_create(task_name, 0, 0, NULL);
822       msg_error_t ret = MSG_task_send(task, mbox);
823       xbt_assert(ret == MSG_OK);
824       xbt_free(task_name);
825     }
826   }
827 #endif
828 }
829
830
831 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
832 {
833   const char *pr_name = MSG_process_get_name(MSG_process_self());
834   const char *host_name = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
835
836   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
837
838   xbt_assert(argc == 4);
839   const char *vm_name = argv[1];
840   const char *src_pm_name  = argv[2];
841   const char *dst_pm_name  = argv[3];
842   msg_vm_t vm = MSG_get_host_by_name(vm_name);
843
844
845   s_ws_params_t params;
846   simcall_host_get_params(vm, &params);
847   const long ramsize        = params.ramsize;
848   const long devsize        = params.devsize;
849   const int skip_stage1     = params.skip_stage1;
850   const int skip_stage2     = params.skip_stage2;
851   const double dp_rate      = params.dp_rate;
852   const double dp_cap       = params.dp_cap;
853   const double mig_speed    = params.mig_speed;
854   double remaining_size = ramsize + devsize;
855
856   double max_downtime = params.max_downtime;
857   if (max_downtime == 0) {
858     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
859     max_downtime = 0.03;
860   }
861
862   /* This value assumes the network link is 1Gbps. */
863   double threshold = max_downtime * 125 * 1024 * 1024;
864
865   /* setting up parameters has done */
866
867
868   if (ramsize == 0)
869     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
870
871   char *mbox = get_mig_mbox_src_dst(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name);
872
873   XBT_INFO("mig-stage1: remaining_size %f", remaining_size);
874
875   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
876   start_dirty_page_tracking(vm);
877
878   if (!skip_stage1) {
879     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, ramsize, mbox, 1, 0, mig_speed);
880     remaining_size -= ramsize;
881   }
882
883
884
885   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states
886    * becomes smaller than the threshold value. */
887   if (skip_stage2)
888     goto stage3;
889   if (max_downtime == 0) {
890     XBT_WARN("no max_downtime parameter, skip stage2");
891     goto stage3;
892   }
893
894
895   int stage2_round = 0;
896   for (;;) {
897     // long updated_size = lookup_dirty_pages(vm);
898     double updated_size = lookup_computed_flop_counts(vm, stage2_round) * dp_rate;
899     if (updated_size > dp_cap) {
900       XBT_INFO("mig-stage2.%d: %f bytes updated, but cap it with the working set size %f",
901           stage2_round, updated_size, dp_cap);
902       updated_size = dp_cap;
903     }
904
905
906     // double dpt_overhead_parameter = 1.0L * 1E8 / 0.5 / 40 / 1024 / 1024 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000; // super cool, but 520 for 0 32 8g 75%
907     // double dpt_overhead_parameter = 1.0L * 1E8 / 0.5 / 40 / 1024 / 1024 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000; 
908     // double dpt_overhead_parameter = 1.0L * 1E8 / 0.5 / 40 / 1024 / 1024 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000;
909     double dpt_overhead_parameter = 1.0L * 1E8 / 0.5 / 40 / 1024 / 1024 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000 * 1000;
910
911     double overhead = dpt_overhead_parameter * updated_size;
912     XBT_INFO("updated %f overhead %f", updated_size, overhead);
913     launch_deferred_exec_process(vm, overhead);
914
915     remaining_size += updated_size;
916
917     XBT_INFO("mig-stage2.%d: remaining_size %f (%s threshold %f)", stage2_round,
918         remaining_size, (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
919
920     if (remaining_size < threshold)
921       break;
922
923     send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, updated_size, mbox, 2, stage2_round, mig_speed);
924
925     remaining_size -= updated_size;
926     stage2_round += 1;
927   }
928
929
930 stage3:
931   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
932   XBT_INFO("mig-stage3: remaining_size %f", remaining_size);
933   simcall_vm_suspend(vm);
934   stop_dirty_page_tracking(vm);
935
936   send_migration_data(vm_name, src_pm_name, dst_pm_name, remaining_size, mbox, 3, 0, mig_speed);
937
938   xbt_free(mbox);
939
940   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
941
942   return 0;
943 }
944
945
946
947 static void do_migration(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
948 {
949   char *mbox_ctl = get_mig_mbox_ctl(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
950
951   {
952     char *pr_name = get_mig_process_rx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
953     int nargvs = 5;
954     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
955     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
956     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
957     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
958     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
959     argv[4] = NULL;
960
961     msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_rx_fun, NULL, dst_pm, nargvs - 1, argv);
962
963     xbt_free(pr_name);
964   }
965
966   {
967     char *pr_name = get_mig_process_tx_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm));
968     int nargvs = 5;
969     char **argv = xbt_new(char *, nargvs);
970     argv[0] = xbt_strdup(pr_name);
971     argv[1] = xbt_strdup(sg_host_name(vm));
972     argv[2] = xbt_strdup(sg_host_name(src_pm));
973     argv[3] = xbt_strdup(sg_host_name(dst_pm));
974     argv[4] = NULL;
975     msg_process_t pr = MSG_process_create_with_arguments(pr_name, migration_tx_fun, NULL, src_pm, nargvs - 1, argv);
976
977     xbt_free(pr_name);
978   }
979
980   /* wait until the migration have finished */
981   {
982     msg_task_t task = NULL;
983     msg_error_t ret = MSG_task_recv(&task, mbox_ctl);
984     xbt_assert(ret == MSG_OK);
985
986     char *expected_task_name = get_mig_task_name(sg_host_name(vm), sg_host_name(src_pm), sg_host_name(dst_pm), 4);
987     xbt_assert(strcmp(task->name, expected_task_name) == 0);
988     xbt_free(expected_task_name);
989   }
990
991   xbt_free(mbox_ctl);
992 }
993
994
995 /** @brief Migrate the VM to the given host.
996  *  @ingroup msg_VMs
997  *
998  * FIXME: No migration cost occurs. If you want to simulate this too, you want to use a
999  * MSG_task_send() before or after, depending on whether you want to do cold or hot
1000  * migration.
1001  */
1002 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t new_pm)
1003 {
1004   /* some thoughts:
1005    * - One approach is ...
1006    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination
1007    *   physical host. The destination VM will receive the state of the source
1008    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
1009    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
1010    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM,
1011    *     consuming resources.
1012    *   - We have to relocate all processes. The existing process migraion code
1013    *     will work for this?
1014    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky
1015    *     for the destination VM?
1016    *
1017    * - Another one is ...
1018    *   We update the information of the given VM to place it to the destination
1019    *   physical host.
1020    *
1021    * The second one would be easier.
1022    *   
1023    */
1024
1025   msg_host_t old_pm = simcall_vm_get_pm(vm);
1026
1027   if (simcall_vm_get_state(vm) != SURF_VM_STATE_RUNNING)
1028     THROWF(vm_error, 0, "VM(%s) is not running", sg_host_name(vm));
1029
1030   do_migration(vm, old_pm, new_pm);
1031
1032
1033
1034   XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", vm->key, old_pm->key, new_pm->key);
1035
1036   #ifdef HAVE_TRACING
1037   TRACE_msg_vm_change_host(vm, old_pm, new_pm);
1038   #endif
1039 }
1040
1041
1042 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
1043  *  @ingroup msg_VMs
1044  *
1045  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1046  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1047  *
1048  * No suspension cost occurs.
1049  */
1050 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
1051 {
1052   simcall_vm_suspend(vm);
1053
1054   XBT_DEBUG("vm_suspend done");
1055
1056   #ifdef HAVE_TRACING
1057   TRACE_msg_vm_suspend(vm);
1058   #endif
1059 }
1060
1061
1062 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1063  *  @ingroup msg_VMs
1064  *
1065  * No resume cost occurs.
1066  */
1067 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
1068 {
1069   simcall_vm_resume(vm);
1070
1071   #ifdef HAVE_TRACING
1072   TRACE_msg_vm_resume(vm);
1073   #endif
1074 }
1075
1076
1077 /** @brief Immediately save the execution of all processes within the given VM.
1078  *  @ingroup msg_VMs
1079  *
1080  * This function stops the exection of the VM. All the processes on this VM
1081  * will pause. The state of the VM is perserved. We can later resume it again.
1082  *
1083  * FIXME: No suspension cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1084  * use a \ref MSG_file_write() before or after, depending on the exact semantic
1085  * of VM save to you.
1086  */
1087 void MSG_vm_save(msg_vm_t vm)
1088 {
1089   simcall_vm_save(vm);
1090   #ifdef HAVE_TRACING
1091   TRACE_msg_vm_save(vm);
1092   #endif
1093 }
1094
1095 /** @brief Restore the execution of the VM. All processes on the VM run again.
1096  *  @ingroup msg_VMs
1097  *
1098  * FIXME: No restore cost occurs. If you want to simulate this too, you want to
1099  * use a \ref MSG_file_read() before or after, depending on the exact semantic
1100  * of VM restore to you.
1101  */
1102 void MSG_vm_restore(msg_vm_t vm)
1103 {
1104   simcall_vm_restore(vm);
1105
1106   #ifdef HAVE_TRACING
1107   TRACE_msg_vm_restore(vm);
1108   #endif
1109 }
1110
1111
1112
1113
1114 /** @brief Get the physical host of a given VM.
1115  *  @ingroup msg_VMs
1116  */
1117 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
1118 {
1119   return simcall_vm_get_pm(vm);
1120 }