Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
mv VM shutdown to the plugin
[simgrid.git] / src / msg / msg_vm.cpp
1 /* Copyright (c) 2012-2017. The SimGrid Team.
2  * All rights reserved.                                                     */
3
4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
6
7 /* TODO:
8  * 1. add the support of trace
9  * 2. use parallel tasks to simulate CPU overhead and remove the experimental code generating micro computation tasks
10  */
11
12 #include <xbt/ex.hpp>
13
14 #include "src/instr/instr_private.hpp"
15 #include "src/msg/msg_private.hpp"
16 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
17 #include "src/plugins/vm/VmHostExt.hpp"
18
19 #include "simgrid/host.h"
20 #include "simgrid/simix.hpp"
21 #include "xbt/string.hpp"
22
23 extern "C" {
24
25 struct s_dirty_page {
26   double prev_clock     = 0.0;
27   double prev_remaining = 0.0;
28   msg_task_t task       = nullptr;
29 };
30 typedef s_dirty_page* dirty_page_t;
31
32 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(msg_vm, msg, "Cloud-oriented parts of the MSG API");
33
34 const char* MSG_vm_get_name(msg_vm_t vm)
35 {
36   return vm->getCname();
37 }
38
39 /** \ingroup m_vm_management
40  * \brief Set the parameters of a given host
41  *
42  * \param vm a vm
43  * \param params a parameter object
44  */
45 void MSG_vm_set_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
46 {
47   vm->setParameters(params);
48 }
49
50 /** \ingroup m_vm_management
51  * \brief Get the parameters of a given host
52  *
53  * \param vm the vm you are interested into
54  * \param params a prameter object
55  */
56 void MSG_vm_get_params(msg_vm_t vm, vm_params_t params)
57 {
58   vm->getParameters(params);
59 }
60
61 void MSG_vm_set_ramsize(msg_vm_t vm, size_t size)
62 {
63   vm->setRamsize(size);
64 }
65 size_t MSG_vm_get_ramsize(msg_vm_t vm)
66 {
67   return vm->getRamsize();
68 }
69
70 /* **** Check state of a VM **** */
71 static inline int __MSG_vm_is_state(msg_vm_t vm, e_surf_vm_state_t state)
72 {
73   return vm->pimpl_vm_ != nullptr && vm->getState() == state;
74 }
75
76 /** @brief Returns whether the given VM has just created, not running.
77  *  @ingroup msg_VMs
78  */
79 int MSG_vm_is_created(msg_vm_t vm)
80 {
81   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_CREATED);
82 }
83
84 /** @brief Returns whether the given VM is currently running
85  *  @ingroup msg_VMs
86  */
87 int MSG_vm_is_running(msg_vm_t vm)
88 {
89   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_RUNNING);
90 }
91
92 /** @brief Returns whether the given VM is currently migrating
93  *  @ingroup msg_VMs
94  */
95 int MSG_vm_is_migrating(msg_vm_t vm)
96 {
97   return vm->isMigrating();
98 }
99
100 /** @brief Returns whether the given VM is currently suspended, not running.
101  *  @ingroup msg_VMs
102  */
103 int MSG_vm_is_suspended(msg_vm_t vm)
104 {
105   return __MSG_vm_is_state(vm, SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
106 }
107
108 /* **** ******** MSG vm actions ********* **** */
109 /** @brief Create a new VM with specified parameters.
110  *  @ingroup msg_VMs*
111  *  @param pm        Physical machine that will host the VM
112  *  @param name      Must be unique
113  *  @param coreAmount Must be >= 1
114  *  @param ramsize   [TODO]
115  *  @param mig_netspeed Amount of Mbyte/s allocated to the migration (cannot be larger than net_cap). Use 0 if unsure.
116  *  @param dp_intensity Dirty page percentage according to migNetSpeed, [0-100]. Use 0 if unsure.
117  */
118 msg_vm_t MSG_vm_create(msg_host_t pm, const char* name, int coreAmount, int ramsize, int mig_netspeed, int dp_intensity)
119 {
120   simgrid::vm::VmHostExt::ensureVmExtInstalled();
121
122   /* For the moment, intensity_rate is the percentage against the migration bandwidth */
123
124   msg_vm_t vm = new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, coreAmount, static_cast<sg_size_t>(ramsize) * 1024 * 1024);
125   s_vm_params_t params;
126   params.max_downtime = 0.03;
127   params.mig_speed    = static_cast<double>(mig_netspeed) * 1024 * 1024; // mig_speed
128   params.dp_intensity = static_cast<double>(dp_intensity) / 100;
129   params.dp_cap       = vm->getRamsize() * 0.9; // assume working set memory is 90% of ramsize
130
131   XBT_DEBUG("migspeed : %f intensity mem : %d", params.mig_speed, dp_intensity);
132   vm->setParameters(&params);
133
134   return vm;
135 }
136
137 /** @brief Create a new VM object with the default parameters
138  *  @ingroup msg_VMs*
139  *
140  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
141  */
142 msg_vm_t MSG_vm_create_core(msg_host_t pm, const char* name)
143 {
144   xbt_assert(sg_host_by_name(name) == nullptr,
145              "Cannot create a VM named %s: this name is already used by an host or a VM", name);
146
147   msg_vm_t vm = new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, 1);
148   s_vm_params_t params;
149   memset(&params, 0, sizeof(params));
150   vm->setParameters(&params);
151   return vm;
152 }
153 /** @brief Create a new VM object with the default parameters, but with a specified amount of cores
154  *  @ingroup msg_VMs*
155  *
156  * A VM is treated as a host. The name of the VM must be unique among all hosts.
157  */
158 msg_vm_t MSG_vm_create_multicore(msg_host_t pm, const char* name, int coreAmount)
159 {
160   xbt_assert(sg_host_by_name(name) == nullptr,
161              "Cannot create a VM named %s: this name is already used by an host or a VM", name);
162
163   msg_vm_t vm = new simgrid::s4u::VirtualMachine(name, pm, coreAmount);
164   s_vm_params_t params;
165   memset(&params, 0, sizeof(params));
166   vm->setParameters(&params);
167   return vm;
168 }
169
170 /** @brief Destroy a VM. Destroy the VM object from the simulation.
171  *  @ingroup msg_VMs
172  */
173 void MSG_vm_destroy(msg_vm_t vm)
174 {
175   if (vm->isMigrating())
176     THROWF(vm_error, 0, "Cannot destroy VM '%s', which is migrating.", vm->getCname());
177
178   /* First, terminate all processes on the VM if necessary */
179   vm->shutdown();
180
181   /* Then, destroy the VM object */
182   vm->destroy();
183
184   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
185     container_t container = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName());
186     container->removeFromParent();
187     delete container;
188   }
189 }
190
191 /** @brief Start a vm (i.e., boot the guest operating system)
192  *  @ingroup msg_VMs
193  *
194  *  If the VM cannot be started (because of memory over-provisioning), an exception is generated.
195  */
196 void MSG_vm_start(msg_vm_t vm)
197 {
198   vm->start();
199   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
200     simgrid::instr::StateType* state = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName())->getState("MSG_VM_STATE");
201     state->addEntityValue("start", "0 0 1"); // start is blue
202     state->pushEvent("start");
203   }
204 }
205
206 /** @brief Immediately kills all processes within the given VM.
207  *  @ingroup msg_VMs
208  *
209  * Any memory that they allocated will be leaked, unless you used #MSG_process_on_exit().
210  *
211  * No extra delay occurs. If you want to simulate this too, you want to use a #MSG_process_sleep().
212  */
213 void MSG_vm_shutdown(msg_vm_t vm)
214 {
215   vm->shutdown();
216 }
217
218 static std::string get_mig_process_tx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
219 {
220   return std::string("__pr_mig_tx:") + vm->getCname() + "(" + src_pm->getCname() + "-" + dst_pm->getCname() + ")";
221 }
222
223 static std::string get_mig_process_rx_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm)
224 {
225   return std::string("__pr_mig_rx:") + vm->getCname() + "(" + src_pm->getCname() + "-" + dst_pm->getCname() + ")";
226 }
227
228 static std::string get_mig_task_name(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, int stage)
229 {
230   return std::string("__task_mig_stage") + std::to_string(stage) + ":" + vm->getCname() + "(" + src_pm->getCname() +
231          "-" + dst_pm->getCname() + ")";
232 }
233
234 struct migration_session {
235   msg_vm_t vm;
236   msg_host_t src_pm;
237   msg_host_t dst_pm;
238
239   /* The miration_rx process uses mbox_ctl to let the caller of do_migration()
240    * know the completion of the migration. */
241   std::string mbox_ctl;
242   /* The migration_rx and migration_tx processes use mbox to transfer migration data. */
243   std::string mbox;
244 };
245
246 static int migration_rx_fun(int argc, char *argv[])
247 {
248   XBT_DEBUG("mig: rx_start");
249
250   // The structure has been created in the do_migration function and should only be freed in the same place ;)
251   migration_session* ms = static_cast<migration_session*>(MSG_process_get_data(MSG_process_self()));
252
253   bool received_finalize = false;
254
255   std::string finalize_task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 3);
256   while (not received_finalize) {
257     msg_task_t task = nullptr;
258     int ret         = MSG_task_recv(&task, ms->mbox.c_str());
259
260     if (ret != MSG_OK) {
261       // An error occurred, clean the code and return
262       // The owner did not change, hence the task should be only destroyed on the other side
263       return 0;
264     }
265
266     if (finalize_task_name == task->name)
267       received_finalize = 1;
268
269     MSG_task_destroy(task);
270   }
271
272   // Here Stage 1, 2  and 3 have been performed.
273   // Hence complete the migration
274
275   // Copy the reference to the vm (if SRC crashes now, do_migration will free ms)
276   // This is clearly ugly but I (Adrien) need more time to do something cleaner (actually we should copy the whole ms
277   // structure at the beginning and free it at the end of each function)
278   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = ms->vm;
279   msg_host_t dst_pm                = ms->dst_pm;
280
281   // Make sure that we cannot get interrupted between the migrate and the resume to not end in an inconsistent state
282   simgrid::simix::kernelImmediate([vm, dst_pm]() {
283     /* Update the vm location */
284     /* precopy migration makes the VM temporally paused */
285     xbt_assert(vm->getState() == SURF_VM_STATE_SUSPENDED);
286
287     /* Update the vm location and resume it */
288     vm->pimpl_vm_->setPm(dst_pm);
289     vm->resume();
290   });
291
292
293   // Now the VM is running on the new host (the migration is completed) (even if the SRC crash)
294   vm->pimpl_vm_->isMigrating = false;
295   XBT_DEBUG("VM(%s) moved from PM(%s) to PM(%s)", ms->vm->getCname(), ms->src_pm->getCname(), ms->dst_pm->getCname());
296
297   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
298     static long long int counter = 0;
299     std::string key              = std::to_string(counter);
300     counter++;
301
302     // start link
303     container_t msg = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName());
304     simgrid::instr::Container::getRoot()->getLink("MSG_VM_LINK")->startEvent(msg, "M", key);
305
306     // destroy existing container of this vm
307     container_t existing_container = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName());
308     existing_container->removeFromParent();
309     delete existing_container;
310
311     // create new container on the new_host location
312     new simgrid::instr::Container(vm->getCname(), "MSG_VM", simgrid::instr::Container::byName(ms->dst_pm->getName()));
313
314     // end link
315     msg  = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName());
316     simgrid::instr::Container::getRoot()->getLink("MSG_VM_LINK")->endEvent(msg, "M", key);
317   }
318
319   // Inform the SRC that the migration has been correctly performed
320   std::string task_name = get_mig_task_name(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, 4);
321   msg_task_t task       = MSG_task_create(task_name.c_str(), 0, 0, nullptr);
322   msg_error_t ret       = MSG_task_send(task, ms->mbox_ctl.c_str());
323   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
324     // The DST has crashed, this is a problem has the VM since we are not sure whether SRC is considering that the VM
325     // has been correctly migrated on the DST node
326     // TODO What does it mean ? What should we do ?
327     MSG_task_destroy(task);
328   } else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
329     // The SRC has crashed, this is not a problem has the VM has been correctly migrated on the DST node
330     MSG_task_destroy(task);
331   }
332
333   XBT_DEBUG("mig: rx_done");
334   return 0;
335 }
336
337 static void start_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
338 {
339   vm->pimpl_vm_->dp_enabled = true;
340   if (vm->pimpl_vm_->dp_objs.empty())
341     return;
342
343   for (auto const& elm : vm->pimpl_vm_->dp_objs) {
344     dirty_page_t dp    = elm.second;
345     double remaining   = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
346     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
347     dp->prev_remaining = remaining;
348     XBT_DEBUG("%s@%s remaining %f", elm.first.c_str(), vm->getCname(), remaining);
349   }
350 }
351
352 static void stop_dirty_page_tracking(msg_vm_t vm)
353 {
354   vm->pimpl_vm_->dp_enabled = false;
355 }
356
357 static double get_computed(const std::string& key, msg_vm_t vm, dirty_page_t dp, double remaining, double clock)
358 {
359   double computed = dp->prev_remaining - remaining;
360   double duration = clock - dp->prev_clock;
361
362   XBT_DEBUG("%s@%s: computed %f ops (remaining %f -> %f) in %f secs (%f -> %f)", key.c_str(), vm->getCname(), computed,
363             dp->prev_remaining, remaining, duration, dp->prev_clock, clock);
364
365   return computed;
366 }
367
368 static double lookup_computed_flop_counts(msg_vm_t vm, int stage_for_fancy_debug, int stage2_round_for_fancy_debug)
369 {
370   double total = 0;
371
372   for (auto const& elm : vm->pimpl_vm_->dp_objs) {
373     const std::string& key = elm.first;
374     dirty_page_t dp  = elm.second;
375     double remaining       = MSG_task_get_flops_amount(dp->task);
376
377     double clock = MSG_get_clock();
378
379     total += get_computed(key, vm, dp, remaining, clock);
380
381     dp->prev_remaining = remaining;
382     dp->prev_clock = clock;
383   }
384
385   total += vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks;
386
387   XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: computed %f flop_counts (including %f by deleted tasks)", stage_for_fancy_debug,
388             stage2_round_for_fancy_debug, total, vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks);
389
390   vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks = 0;
391
392   return total;
393 }
394
395 // TODO Is this code redundant with the information provided by
396 // msg_process_t MSG_process_create(const char *name, xbt_main_func_t code, void *data, msg_host_t host)
397 /** @brief take care of the dirty page tracking, in case we're adding a task to a migrating VM */
398 void MSG_host_add_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
399 {
400   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
401   if (vm == nullptr)
402     return;
403
404   double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
405   std::string key  = simgrid::xbt::string_printf("%s-%p", task->name, task);
406
407   dirty_page_t dp = new s_dirty_page;
408   dp->task = task;
409   if (vm->pimpl_vm_->dp_enabled) {
410     dp->prev_clock = MSG_get_clock();
411     dp->prev_remaining = remaining;
412   }
413   vm->pimpl_vm_->dp_objs.insert({key, dp});
414   XBT_DEBUG("add %s on %s (remaining %f, dp_enabled %d)", key.c_str(), host->getCname(), remaining,
415             vm->pimpl_vm_->dp_enabled);
416 }
417
418 void MSG_host_del_task(msg_host_t host, msg_task_t task)
419 {
420   simgrid::s4u::VirtualMachine* vm = dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host);
421   if (vm == nullptr)
422     return;
423
424   std::string key = simgrid::xbt::string_printf("%s-%p", task->name, task);
425   dirty_page_t dp = nullptr;
426   auto dp_obj     = vm->pimpl_vm_->dp_objs.find(key);
427   if (dp_obj != vm->pimpl_vm_->dp_objs.end())
428     dp = dp_obj->second;
429   xbt_assert(dp && dp->task == task);
430
431   /* If we are in the middle of dirty page tracking, we record how much computation has been done until now, and keep
432    * the information for the lookup_() function that will called soon. */
433   if (vm->pimpl_vm_->dp_enabled) {
434     double remaining = MSG_task_get_flops_amount(task);
435     double clock = MSG_get_clock();
436     double updated = get_computed(key, vm, dp, remaining, clock); // was host instead of vm
437
438     vm->pimpl_vm_->dp_updated_by_deleted_tasks += updated;
439   }
440
441   vm->pimpl_vm_->dp_objs.erase(key);
442   delete dp;
443
444   XBT_DEBUG("del %s on %s", key.c_str(), host->getCname());
445 }
446
447 static sg_size_t send_migration_data(msg_vm_t vm, msg_host_t src_pm, msg_host_t dst_pm, sg_size_t size,
448                                      const std::string& mbox, int stage, int stage2_round, double mig_speed,
449                                      double timeout)
450 {
451   sg_size_t sent = 0;
452   std::string task_name = get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, stage);
453   msg_task_t task       = MSG_task_create(task_name.c_str(), 0, static_cast<double>(size), nullptr);
454
455   double clock_sta = MSG_get_clock();
456
457   msg_error_t ret;
458   if (mig_speed > 0)
459     ret = MSG_task_send_with_timeout_bounded(task, mbox.c_str(), timeout, mig_speed);
460   else
461     ret = MSG_task_send(task, mbox.c_str());
462
463   if (ret == MSG_OK) {
464     sent = size;
465   } else if (ret == MSG_TIMEOUT) {
466     sg_size_t remaining = static_cast<sg_size_t>(MSG_task_get_remaining_communication(task));
467     sent = size - remaining;
468     XBT_VERB("timeout (%lf s) in sending_migration_data, remaining %llu bytes of %llu", timeout, remaining, size);
469   }
470
471   /* FIXME: why try-and-catch is used here? */
472   if(ret == MSG_HOST_FAILURE){
473     XBT_DEBUG("SRC host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
474     MSG_task_destroy(task);
475     THROWF(host_error, 0, "SRC host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
476   }else if(ret == MSG_TRANSFER_FAILURE){
477     XBT_DEBUG("DST host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
478     MSG_task_destroy(task);
479     THROWF(host_error, 0, "DST host failed during migration of %s (stage %d)", vm->getCname(), stage);
480   }
481
482   double clock_end = MSG_get_clock();
483   double duration = clock_end - clock_sta;
484   double actual_speed = size / duration;
485
486   if (stage == 2)
487     XBT_DEBUG("mig-stage%d.%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, stage2_round, size, duration,
488               actual_speed, mig_speed);
489   else
490     XBT_DEBUG("mig-stage%d: sent %llu duration %f actual_speed %f (target %f)", stage, size, duration, actual_speed,
491               mig_speed);
492
493   return sent;
494 }
495
496 static sg_size_t get_updated_size(double computed, double dp_rate, double dp_cap)
497 {
498   double updated_size = computed * dp_rate;
499   XBT_DEBUG("updated_size %f dp_rate %f", updated_size, dp_rate);
500   if (updated_size > dp_cap) {
501     updated_size = dp_cap;
502   }
503
504   return static_cast<sg_size_t>(updated_size);
505 }
506
507 static int migration_tx_fun(int argc, char *argv[])
508 {
509   XBT_DEBUG("mig: tx_start");
510
511   // Note that the ms structure has been allocated in do_migration and hence should be freed in the same function ;)
512   migration_session* ms = static_cast<migration_session*>(MSG_process_get_data(MSG_process_self()));
513
514   double host_speed = ms->vm->getPm()->getSpeed();
515   s_vm_params_t params;
516   ms->vm->getParameters(&params);
517   const sg_size_t ramsize   = ms->vm->getRamsize();
518   const double dp_rate      = host_speed ? (params.mig_speed * params.dp_intensity) / host_speed : 1;
519   const double dp_cap       = params.dp_cap;
520   const double mig_speed    = params.mig_speed;
521   double max_downtime       = params.max_downtime;
522
523   double mig_timeout = 10000000.0;
524   bool skip_stage2   = false;
525
526   size_t remaining_size = ramsize;
527   size_t threshold      = 0.0;
528
529   /* check parameters */
530   if (ramsize == 0)
531     XBT_WARN("migrate a VM, but ramsize is zero");
532
533   if (max_downtime <= 0) {
534     XBT_WARN("use the default max_downtime value 30ms");
535     max_downtime = 0.03;
536   }
537
538   /* Stage1: send all memory pages to the destination. */
539   XBT_DEBUG("mig-stage1: remaining_size %zu", remaining_size);
540   start_dirty_page_tracking(ms->vm);
541
542   double computed_during_stage1 = 0;
543   double clock_prev_send        = MSG_get_clock();
544
545   try {
546     /* At stage 1, we do not need timeout. We have to send all the memory pages even though the duration of this
547      * transfer exceeds the timeout value. */
548     XBT_VERB("Stage 1: Gonna send %llu bytes", ramsize);
549     sg_size_t sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, ramsize, ms->mbox, 1, 0, mig_speed, -1);
550     remaining_size -= sent;
551     computed_during_stage1 = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 1, 0);
552
553     if (sent < ramsize) {
554       XBT_VERB("mig-stage1: timeout, force moving to stage 3");
555       skip_stage2 = true;
556     } else if (sent > ramsize)
557       XBT_CRITICAL("bug");
558
559   } catch (xbt_ex& e) {
560     // hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
561     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
562     stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
563     return 0;
564   }
565
566   double clock_post_send = MSG_get_clock();
567   mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
568   if (mig_timeout < 0) {
569     XBT_VERB("The duration of stage 1 exceeds the timeout value, skip stage 2");
570     skip_stage2 = true;
571   }
572
573   /* estimate bandwidth */
574   double bandwidth = ramsize / (clock_post_send - clock_prev_send);
575   threshold        = bandwidth * max_downtime;
576   XBT_DEBUG("actual bandwidth %f (MB/s), threshold %zu", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
577
578   /* Stage2: send update pages iteratively until the size of remaining states becomes smaller than threshold value. */
579   if (not skip_stage2) {
580
581     int stage2_round = 0;
582     for (;;) {
583
584       sg_size_t updated_size = 0;
585       if (stage2_round == 0) {
586         /* just after stage1, nothing has been updated. But, we have to send the data updated during stage1 */
587         updated_size = get_updated_size(computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
588       } else {
589         double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
590         updated_size    = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
591       }
592
593       XBT_DEBUG("mig-stage 2:%d updated_size %llu computed_during_stage1 %f dp_rate %f dp_cap %f", stage2_round,
594                 updated_size, computed_during_stage1, dp_rate, dp_cap);
595
596       /* Check whether the remaining size is below the threshold value. If so, move to stage 3. */
597       remaining_size += updated_size;
598       XBT_DEBUG("mig-stage2.%d: remaining_size %zu (%s threshold %zu)", stage2_round, remaining_size,
599                 (remaining_size < threshold) ? "<" : ">", threshold);
600       if (remaining_size < threshold)
601         break;
602
603       sg_size_t sent         = 0;
604       double clock_prev_send = MSG_get_clock();
605       try {
606         XBT_DEBUG("Stage 2, gonna send %llu", updated_size);
607         sent = send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, updated_size, ms->mbox, 2, stage2_round, mig_speed,
608                                    mig_timeout);
609       } catch (xbt_ex& e) {
610         // hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data
611         // code)
612         // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
613         stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
614         return 0;
615       }
616       double clock_post_send = MSG_get_clock();
617
618       if (sent == updated_size) {
619         /* timeout did not happen */
620         double bandwidth = updated_size / (clock_post_send - clock_prev_send);
621         threshold        = bandwidth * max_downtime;
622         XBT_DEBUG("actual bandwidth %f, threshold %zu", bandwidth / 1024 / 1024, threshold);
623         remaining_size -= sent;
624         stage2_round += 1;
625         mig_timeout -= (clock_post_send - clock_prev_send);
626         xbt_assert(mig_timeout > 0);
627
628       } else if (sent < updated_size) {
629         /* When timeout happens, we move to stage 3. The size of memory pages
630          * updated before timeout must be added to the remaining size. */
631         XBT_VERB("mig-stage2.%d: timeout, force moving to stage 3. sent %llu / %llu, eta %lf", stage2_round, sent,
632                  updated_size, (clock_post_send - clock_prev_send));
633         remaining_size -= sent;
634
635         double computed = lookup_computed_flop_counts(ms->vm, 2, stage2_round);
636         updated_size    = get_updated_size(computed, dp_rate, dp_cap);
637         remaining_size += updated_size;
638         break;
639       } else
640         XBT_CRITICAL("bug");
641     }
642   }
643
644   /* Stage3: stop the VM and copy the rest of states. */
645   XBT_DEBUG("mig-stage3: remaining_size %zu", remaining_size);
646   simgrid::vm::VirtualMachineImpl* pimpl = ms->vm->pimpl_vm_;
647   pimpl->setState(SURF_VM_STATE_RUNNING); // FIXME: this bypass of the checks in suspend() is not nice
648   pimpl->isMigrating = false;             // FIXME: this bypass of the checks in suspend() is not nice
649   pimpl->suspend(SIMIX_process_self());
650   stop_dirty_page_tracking(ms->vm);
651
652   try {
653     XBT_DEBUG("Stage 3: Gonna send %zu bytes", remaining_size);
654     send_migration_data(ms->vm, ms->src_pm, ms->dst_pm, remaining_size, ms->mbox, 3, 0, mig_speed, -1);
655   }
656   catch(xbt_ex& e) {
657     //hostfailure (if you want to know whether this is the SRC or the DST check directly in send_migration_data code)
658     // Stop the dirty page tracking an return (there is no memory space to release)
659     ms->vm->resume();
660     return 0;
661   }
662
663   // At that point the Migration is considered valid for the SRC node but remind that the DST side should relocate
664   // effectively the VM on the DST node.
665   XBT_DEBUG("mig: tx_done");
666
667   return 0;
668 }
669
670 /** @brief Migrate the VM to the given host.
671  *  @ingroup msg_VMs
672  */
673 void MSG_vm_migrate(msg_vm_t vm, msg_host_t dst_pm)
674 {
675   /* some thoughts:
676    * - One approach is ...
677    *   We first create a new VM (i.e., destination VM) on the destination   physical host. The destination VM will
678    *   receive the state of the source
679    *   VM over network. We will finally destroy the source VM.
680    *   - This behavior is similar to the way of migration in the real world.
681    *     Even before a migration is completed, we will see a destination VM, consuming resources.
682    *   - We have to relocate all processes. The existing process migration code will work for this?
683    *   - The name of the VM is a somewhat unique ID in the code. It is tricky for the destination VM?
684    *
685    * - Another one is ...
686    *   We update the information of the given VM to place it to the destination physical host.
687    *
688    * The second one would be easier.
689    */
690
691   msg_host_t src_pm = vm->getPm();
692
693   if (src_pm->isOff())
694     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' from host '%s', which is offline.", vm->getCname(), src_pm->getCname());
695   if (dst_pm->isOff())
696     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' to host '%s', which is offline.", vm->getCname(), dst_pm->getCname());
697   if (not MSG_vm_is_running(vm))
698     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' that is not running yet.", vm->getCname());
699   if (vm->isMigrating())
700     THROWF(vm_error, 0, "Cannot migrate VM '%s' that is already migrating.", vm->getCname());
701
702   vm->pimpl_vm_->isMigrating = true;
703
704   migration_session ms;
705   ms.vm     = vm;
706   ms.src_pm = src_pm;
707   ms.dst_pm = dst_pm;
708
709   /* We have two mailboxes. mbox is used to transfer migration data between source and destination PMs. mbox_ctl is used
710    * to detect the completion of a migration. The names of these mailboxes must not conflict with others. */
711   ms.mbox_ctl =
712       simgrid::xbt::string_printf("__mbox_mig_ctl:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(), dst_pm->getCname());
713   ms.mbox = simgrid::xbt::string_printf("__mbox_mig_src_dst:%s(%s-%s)", vm->getCname(), src_pm->getCname(),
714                                         dst_pm->getCname());
715
716   std::string pr_rx_name = get_mig_process_rx_name(vm, src_pm, dst_pm);
717   std::string pr_tx_name = get_mig_process_tx_name(vm, src_pm, dst_pm);
718
719   MSG_process_create(pr_rx_name.c_str(), migration_rx_fun, &ms, dst_pm);
720
721   MSG_process_create(pr_tx_name.c_str(), migration_tx_fun, &ms, src_pm);
722
723   /* wait until the migration have finished or on error has occurred */
724   XBT_DEBUG("wait for reception of the final ACK (i.e. migration has been correctly performed");
725   msg_task_t task = nullptr;
726   msg_error_t ret = MSG_task_receive(&task, ms.mbox_ctl.c_str());
727
728   vm->pimpl_vm_->isMigrating = false;
729
730   if (ret == MSG_HOST_FAILURE) {
731     // Note that since the communication failed, the owner did not change and the task should be destroyed on the
732     // other side. Hence, just throw the execption
733     XBT_ERROR("SRC crashes, throw an exception (m-control)");
734     // MSG_process_kill(tx_process); // Adrien, I made a merge on Nov 28th 2014, I'm not sure whether this line is
735     // required or not
736     THROWF(host_error, 0, "Source host '%s' failed during the migration of VM '%s'.", src_pm->getCname(),
737            vm->getCname());
738   } else if ((ret == MSG_TRANSFER_FAILURE) || (ret == MSG_TIMEOUT)) {
739     // MSG_TIMEOUT here means that MSG_host_is_avail() returned false.
740     XBT_ERROR("DST crashes, throw an exception (m-control)");
741     THROWF(host_error, 0, "Destination host '%s' failed during the migration of VM '%s'.", dst_pm->getCname(),
742            vm->getCname());
743   }
744
745   xbt_assert(get_mig_task_name(vm, src_pm, dst_pm, 4) == task->name);
746   MSG_task_destroy(task);
747 }
748
749 /** @brief Immediately suspend the execution of all processes within the given VM.
750  *  @ingroup msg_VMs
751  *
752  * This function stops the execution of the VM. All the processes on this VM
753  * will pause. The state of the VM is preserved. We can later resume it again.
754  *
755  * No suspension cost occurs.
756  */
757 void MSG_vm_suspend(msg_vm_t vm)
758 {
759   vm->suspend();
760   if (TRACE_msg_vm_is_enabled()) {
761     simgrid::instr::StateType* state = simgrid::instr::Container::byName(vm->getName())->getState("MSG_VM_STATE");
762     state->addEntityValue("suspend", "1 0 0"); // suspend is red
763     state->pushEvent("suspend");
764   }
765 }
766
767 /** @brief Resume the execution of the VM. All processes on the VM run again.
768  *  @ingroup msg_VMs
769  *
770  * No resume cost occurs.
771  */
772 void MSG_vm_resume(msg_vm_t vm)
773 {
774   vm->resume();
775   if (TRACE_msg_vm_is_enabled())
776     simgrid::instr::Container::byName(vm->getName())->getState("MSG_VM_STATE")->popEvent();
777 }
778
779 /** @brief Get the physical host of a given VM.
780  *  @ingroup msg_VMs
781  */
782 msg_host_t MSG_vm_get_pm(msg_vm_t vm)
783 {
784   return vm->getPm();
785 }
786
787 void MSG_vm_set_bound(msg_vm_t vm, double bound)
788 {
789   vm->setBound(bound);
790 }
791 }