docs/source/tuto_smpi.rst

   1 .. _usecase_smpi:
   2
   3 Simulating MPI Applications
   4 ===========================
   5
   6 Discover SMPI
   7 -------------
   8
   9 SimGrid can not only :ref:`simulate algorithms <usecase_simalgo>`, but
  10 it can also be used to execute real MPI applications on top of
  11 virtual, simulated platforms with the SMPI module. Even complex
  12 C/C++/F77/F90 applications should run out of the box in this
  13 environment. In fact, almost all proxy apps provided by the `ExaScale
  14 Project <https://proxyapps.exascaleproject.org/>`_ only require minor
  15 modifications to `run on top of SMPI
  16 <https://github.com/simgrid/SMPI-proxy-apps/>`_.
  17
  18 This setting permits to debug your MPI applications in a perfectly
  19 reproducible setup, with no Heisenbugs. Enjoy the full Clairevoyance
  20 provided by the simulator while running what-if analysis on platforms
  21 that are still to be built! Several `production-grade MPI applications
  22 <https://framagit.org/simgrid/SMPI-proxy-apps#full-scale-applications>`_
  23 use SimGrid for their integration and performance testing.
  24
  25 MPI 2.2 is already partially covered: over 160 primitives are
  26 supported. Some parts of the standard are still missing: MPI-IO, MPI3
  27 collectives, spawning ranks, and some others. If one of the functions
  28 you use is still missing, please drop us an email. We may find the
  29 time to implement it for you.
  30
  31 Multi-threading support is very limited in SMPI. Only funneled
  32 applications are supported: at most one thread per rank can issue any
  33 MPI calls. For better timing predictions, your application should even
  34 be completely mono-threaded. Using OpenMP (or pthreads directly) may
  35 greatly decrease SimGrid predictive power. That may still be OK if you
  36 only plan to debug your application in a reproducible setup, without
  37 any performance-related analysis.
  38
  39 How does it work?
  40 -----------------
  41
  42 In SMPI, communications are simulated while computations are
  43 emulated. This means that while computations occur as they would in
  44 the real systems, communication calls are intercepted and achived by
  45 the simulator.
  46
  47 To start using SMPI, you just need to compile your application with
  48 ``smpicc`` instead of ``mpicc``, or with ``smpiff`` instead of
  49 ``mpiff``, or with ``smpicxx`` instead of ``mpicxx``. Then, the only
  50 difference between the classical ``mpirun`` and the new ``smpirun`` is
  51 that it requires a new parameter ``-platform`` with a file describing
  52 the virtual platform on which your application shall run.
  53
  54 Internally, all ranks of your application are executed as threads of a
  55 single unix process. That's not a problem if your application has
  56 global variables, because ``smpirun`` loads one application instance
  57 per MPI rank as if it was another dynamic library. Then, MPI
  58 communication calls are implemented using SimGrid: data is exchanged
  59 through memory copy, while the simulator's performance models are used
  60 to predict the time taken by each communications. Any computations
  61 occuring between two MPI calls are benchmarked, and the corresponding
  62 time is reported into the simulator.
  63
  64 Describing Your Platform
  65 ========================
  66
  67 ..  LocalWords:  SimGrid