src/smpi/smpi_global.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2017. 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 #include "mc/mc.h"
   7 #include "private.h"
   8 #include "private.hpp"
   9 #include "simgrid/s4u/Mailbox.hpp"
  10 #include "simgrid/sg_config.h"
  11 #include "src/kernel/activity/SynchroComm.hpp"
  12 #include "src/mc/mc_record.h"
  13 #include "src/mc/mc_replay.h"
  14 #include "src/msg/msg_private.h"
  15 #include "src/simix/smx_private.h"
  16 #include "surf/surf.h"
  17 #include "xbt/replay.hpp"
  18 #include <xbt/config.hpp>
  19
  20 #include <float.h> /* DBL_MAX */
  21 #include <fstream>
  22 #include <map>
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string>
  27 #include <vector>
  28
  29 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_kernel, smpi, "Logging specific to SMPI (kernel)");
  30 #include <boost/tokenizer.hpp>
  31 #include <boost/algorithm/string.hpp> /* trim_right / trim_left */
  32
  33 #if HAVE_PAPI
  34 #include "papi.h"
  35 const char* papi_default_config_name = "default";
  36
  37 struct papi_process_data {
  38   papi_counter_t counter_data;
  39   int event_set;
  40 };
  41
  42 #endif
  43 std::unordered_map<std::string, double> location2speedup;
  44
  45 simgrid::smpi::Process **process_data = nullptr;
  46 int process_count = 0;
  47 int smpi_universe_size = 0;
  48 int* index_to_process_data = nullptr;
  49 extern double smpi_total_benched_time;
  50 xbt_os_timer_t global_timer;
  51 MPI_Comm MPI_COMM_WORLD = MPI_COMM_UNINITIALIZED;
  52 MPI_Errhandler *MPI_ERRORS_RETURN = nullptr;
  53 MPI_Errhandler *MPI_ERRORS_ARE_FATAL = nullptr;
  54 MPI_Errhandler *MPI_ERRHANDLER_NULL = nullptr;
  55 static simgrid::config::Flag<double> smpi_wtime_sleep(
  56   "smpi/wtime", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Wtime", 0.0);
  57 static simgrid::config::Flag<double> smpi_init_sleep(
  58   "smpi/init", "Time to inject inside a call to MPI_Init", 0.0);
  59
  60 void (*smpi_comm_copy_data_callback) (smx_activity_t, void*, size_t) = &smpi_comm_copy_buffer_callback;
  61
  62
  63
  64 int smpi_process_count()
  65 {
  66   return process_count;
  67 }
  68
  69 simgrid::smpi::Process* smpi_process()
  70 {
  71   simgrid::MsgActorExt* msgExt = static_cast<simgrid::MsgActorExt*>(SIMIX_process_self()->data);
  72   return static_cast<simgrid::smpi::Process*>(msgExt->data);
  73 }
  74
  75 simgrid::smpi::Process* smpi_process_remote(int index)
  76 {
  77   return process_data[index_to_process_data[index]];
  78 }
  79
  80 MPI_Comm smpi_process_comm_self(){
  81   return smpi_process()->comm_self();
  82 }
  83
  84 void smpi_process_init(int *argc, char ***argv){
  85   simgrid::smpi::Process::init(argc, argv);
  86 }
  87
  88 int smpi_process_index(){
  89   return smpi_process()->index();
  90 }
  91
  92
  93 int smpi_global_size()
  94 {
  95   char *value = getenv("SMPI_GLOBAL_SIZE");
  96   xbt_assert(value,"Please set env var SMPI_GLOBAL_SIZE to the expected number of processes.");
  97
  98   return xbt_str_parse_int(value, "SMPI_GLOBAL_SIZE contains a non-numerical value: %s");
  99 }
 100
 101 void smpi_comm_set_copy_data_callback(void (*callback) (smx_activity_t, void*, size_t))
 102 {
 103   smpi_comm_copy_data_callback = callback;
 104 }
 105
 106 void smpi_comm_copy_buffer_callback(smx_activity_t synchro, void *buff, size_t buff_size)
 107 {
 108   void* tmpbuff=buff;
 109   simgrid::kernel::activity::Comm *comm = dynamic_cast<simgrid::kernel::activity::Comm*>(synchro);
 110
 111   XBT_DEBUG("Copy the data over");
 112   if(smpi_is_shared(buff)){
 113     XBT_DEBUG("Sender %p is shared. Let's ignore it.", buff);
 114   }else if(smpi_is_shared((char*)comm->dst_buff)){
 115     XBT_DEBUG("Receiver %p is shared. Let's ignore it.", (char*)comm->dst_buff);
 116   }else{
 117
 118     if((smpi_privatize_global_variables) && (static_cast<char*>(buff) >= smpi_start_data_exe)
 119         && (static_cast<char*>(buff) < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )
 120       ){
 121          XBT_DEBUG("Privatization : We are copying from a zone inside global memory... Saving data to temp buffer !");
 122
 123          smpi_switch_data_segment(
 124              (static_cast<simgrid::smpi::Process*>((static_cast<simgrid::MsgActorExt*>(comm->src_proc->data)->data))->index()));
 125          tmpbuff = static_cast<void*>(xbt_malloc(buff_size));
 126          memcpy(tmpbuff, buff, buff_size);
 127     }
 128
 129     if((smpi_privatize_global_variables) && ((char*)comm->dst_buff >= smpi_start_data_exe)
 130         && ((char*)comm->dst_buff < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
 131          XBT_DEBUG("Privatization : We are copying to a zone inside global memory - Switch data segment");
 132          smpi_switch_data_segment(
 133              (static_cast<simgrid::smpi::Process*>((static_cast<simgrid::MsgActorExt*>(comm->dst_proc->data)->data))->index()));
 134     }
 135
 136     XBT_DEBUG("Copying %zu bytes from %p to %p", buff_size, tmpbuff,comm->dst_buff);
 137     memcpy(comm->dst_buff, tmpbuff, buff_size);
 138   }
 139   if (comm->detached) {
 140     // if this is a detached send, the source buffer was duplicated by SMPI
 141     // sender to make the original buffer available to the application ASAP
 142     xbt_free(buff);
 143     //It seems that the request is used after the call there this should be free somewhere else but where???
 144     //xbt_free(comm->comm.src_data);// inside SMPI the request is kept inside the user data and should be free
 145     comm->src_buff = nullptr;
 146   }
 147
 148   if(tmpbuff!=buff)xbt_free(tmpbuff);
 149 }
 150
 151 void smpi_comm_null_copy_buffer_callback(smx_activity_t comm, void *buff, size_t buff_size)
 152 {
 153   /* nothing done in this version */
 154 }
 155
 156 static void smpi_check_options(){
 157   //check correctness of MPI parameters
 158
 159    xbt_assert(xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh") <= xbt_cfg_get_int("smpi/send-is-detached-thresh"));
 160
 161    if (xbt_cfg_is_default_value("smpi/host-speed")) {
 162      XBT_INFO("You did not set the power of the host running the simulation.  "
 163               "The timings will certainly not be accurate.  "
 164               "Use the option \"--cfg=smpi/host-speed:<flops>\" to set its value."
 165               "Check http://simgrid.org/simgrid/latest/doc/options.html#options_smpi_bench for more information.");
 166    }
 167
 168    xbt_assert(xbt_cfg_get_double("smpi/cpu-threshold") >=0,
 169        "The 'smpi/cpu-threshold' option cannot have negative values [anymore]. If you want to discard "
 170        "the simulation of any computation, please use 'smpi/simulate-computation:no' instead.");
 171 }
 172
 173 int smpi_enabled() {
 174   return process_data != nullptr;
 175 }
 176
 177 void smpi_global_init()
 178 {
 179   int i;
 180   MPI_Group group;
 181   int smpirun=0;
 182
 183   if (!MC_is_active()) {
 184     global_timer = xbt_os_timer_new();
 185     xbt_os_walltimer_start(global_timer);
 186   }
 187
 188   if (xbt_cfg_get_string("smpi/comp-adjustment-file")[0] != '\0') {
 189     std::string filename {xbt_cfg_get_string("smpi/comp-adjustment-file")};
 190     std::ifstream fstream(filename);
 191     if (!fstream.is_open()) {
 192       xbt_die("Could not open file %s. Does it exist?", filename.c_str());
 193     }
 194
 195     std::string line;
 196     typedef boost::tokenizer< boost::escaped_list_separator<char>> Tokenizer;
 197     std::getline(fstream, line); // Skip the header line
 198     while (std::getline(fstream, line)) {
 199       Tokenizer tok(line);
 200       Tokenizer::iterator it  = tok.begin();
 201       Tokenizer::iterator end = std::next(tok.begin());
 202
 203       std::string location = *it;
 204       boost::trim(location);
 205       location2speedup.insert(std::pair<std::string, double>(location, std::stod(*end)));
 206     }
 207   }
 208
 209 #if HAVE_PAPI
 210   // This map holds for each computation unit (such as "default" or "process1" etc.)
 211   // the configuration as given by the user (counter data as a pair of (counter_name, counter_counter))
 212   // and the (computed) event_set.
 213   std::map</* computation unit name */ std::string, papi_process_data> units2papi_setup;
 214
 215   if (xbt_cfg_get_string("smpi/papi-events")[0] != '\0') {
 216     if (PAPI_library_init(PAPI_VER_CURRENT) != PAPI_VER_CURRENT)
 217       XBT_ERROR("Could not initialize PAPI library; is it correctly installed and linked?"
 218                 " Expected version is %i",
 219                 PAPI_VER_CURRENT);
 220
 221     typedef boost::tokenizer<boost::char_separator<char>> Tokenizer;
 222     boost::char_separator<char> separator_units(";");
 223     std::string str = std::string(xbt_cfg_get_string("smpi/papi-events"));
 224     Tokenizer tokens(str, separator_units);
 225
 226     // Iterate over all the computational units. This could be
 227     // processes, hosts, threads, ranks... You name it. I'm not exactly
 228     // sure what we will support eventually, so I'll leave it at the
 229     // general term "units".
 230     for (auto& unit_it : tokens) {
 231       boost::char_separator<char> separator_events(":");
 232       Tokenizer event_tokens(unit_it, separator_events);
 233
 234       int event_set = PAPI_NULL;
 235       if (PAPI_create_eventset(&event_set) != PAPI_OK) {
 236         // TODO: Should this let the whole simulation die?
 237         XBT_CRITICAL("Could not create PAPI event set during init.");
 238       }
 239
 240       // NOTE: We cannot use a map here, as we must obey the order of the counters
 241       // This is important for PAPI: We need to map the values of counters back
 242       // to the event_names (so, when PAPI_read() has finished)!
 243       papi_counter_t counters2values;
 244
 245       // Iterate over all counters that were specified for this specific
 246       // unit.
 247       // Note that we need to remove the name of the unit
 248       // (that could also be the "default" value), which always comes first.
 249       // Hence, we start at ++(events.begin())!
 250       for (Tokenizer::iterator events_it = ++(event_tokens.begin()); events_it != event_tokens.end(); events_it++) {
 251
 252         int event_code   = PAPI_NULL;
 253         char* event_name = const_cast<char*>((*events_it).c_str());
 254         if (PAPI_event_name_to_code(event_name, &event_code) == PAPI_OK) {
 255           if (PAPI_add_event(event_set, event_code) != PAPI_OK) {
 256             XBT_ERROR("Could not add PAPI event '%s'. Skipping.", event_name);
 257             continue;
 258           } else {
 259             XBT_DEBUG("Successfully added PAPI event '%s' to the event set.", event_name);
 260           }
 261         } else {
 262           XBT_CRITICAL("Could not find PAPI event '%s'. Skipping.", event_name);
 263           continue;
 264         }
 265
 266         counters2values.push_back(
 267             // We cannot just pass *events_it, as this is of type const basic_string
 268             std::make_pair<std::string, long long>(std::string(*events_it), 0));
 269       }
 270
 271       std::string unit_name    = *(event_tokens.begin());
 272       papi_process_data config = {.counter_data = std::move(counters2values), .event_set = event_set};
 273
 274       units2papi_setup.insert(std::make_pair(unit_name, std::move(config)));
 275     }
 276   }
 277 #endif
 278   if (process_count == 0){
 279     process_count = SIMIX_process_count();
 280     smpirun=1;
 281   }
 282   smpi_universe_size = process_count;
 283   process_data       = new simgrid::smpi::Process*[process_count];
 284   for (i = 0; i < process_count; i++) {
 285     process_data[i]                       = new simgrid::smpi::Process(i);
 286   }
 287   //if the process was launched through smpirun script we generate a global mpi_comm_world
 288   //if not, we let MPI_COMM_NULL, and the comm world will be private to each mpi instance
 289   if(smpirun){
 290     group = new  simgrid::smpi::Group(process_count);
 291     MPI_COMM_WORLD = new  simgrid::smpi::Comm(group, nullptr);
 292     MPI_Attr_put(MPI_COMM_WORLD, MPI_UNIVERSE_SIZE, reinterpret_cast<void *>(process_count));
 293     msg_bar_t bar = MSG_barrier_init(process_count);
 294
 295     for (i = 0; i < process_count; i++) {
 296       group->set_mapping(i, i);
 297       process_data[i]->set_finalization_barrier(bar);
 298     }
 299   }
 300 }
 301
 302 void smpi_global_destroy()
 303 {
 304   int count = smpi_process_count();
 305
 306   smpi_bench_destroy();
 307   smpi_shared_destroy();
 308   if (MPI_COMM_WORLD != MPI_COMM_UNINITIALIZED){
 309       delete MPI_COMM_WORLD->group();
 310       MSG_barrier_destroy(process_data[0]->finalization_barrier());
 311   }else{
 312       smpi_deployment_cleanup_instances();
 313   }
 314   for (int i = 0; i < count; i++) {
 315     if(process_data[i]->comm_self()!=MPI_COMM_NULL){
 316       simgrid::smpi::Comm::destroy(process_data[i]->comm_self());
 317     }
 318     if(process_data[i]->comm_intra()!=MPI_COMM_NULL){
 319       simgrid::smpi::Comm::destroy(process_data[i]->comm_intra());
 320     }
 321     xbt_os_timer_free(process_data[i]->timer());
 322     xbt_mutex_destroy(process_data[i]->mailboxes_mutex());
 323     delete process_data[i];
 324   }
 325   delete[] process_data;
 326   process_data = nullptr;
 327
 328   if (MPI_COMM_WORLD != MPI_COMM_UNINITIALIZED){
 329     MPI_COMM_WORLD->cleanup_smp();
 330     MPI_COMM_WORLD->cleanup_attr<simgrid::smpi::Comm>();
 331     if(simgrid::smpi::Colls::smpi_coll_cleanup_callback!=nullptr)
 332       simgrid::smpi::Colls::smpi_coll_cleanup_callback();
 333     delete MPI_COMM_WORLD;
 334   }
 335
 336   MPI_COMM_WORLD = MPI_COMM_NULL;
 337
 338   if (!MC_is_active()) {
 339     xbt_os_timer_free(global_timer);
 340   }
 341
 342   xbt_free(index_to_process_data);
 343   if(smpi_privatize_global_variables)
 344     smpi_destroy_global_memory_segments();
 345   smpi_free_static();
 346 }
 347
 348 extern "C" {
 349
 350 #ifndef WIN32
 351
 352 void __attribute__ ((weak)) user_main_()
 353 {
 354   xbt_die("Should not be in this smpi_simulated_main");
 355 }
 356
 357 int __attribute__ ((weak)) smpi_simulated_main_(int argc, char **argv)
 358 {
 359   simgrid::smpi::Process::init(&argc, &argv);
 360   user_main_();
 361   return 0;
 362 }
 363
 364 inline static int smpi_main_wrapper(int argc, char **argv){
 365   int ret = smpi_simulated_main_(argc,argv);
 366   if(ret !=0){
 367     XBT_WARN("SMPI process did not return 0. Return value : %d", ret);
 368     smpi_process()->set_return_value(ret);
 369   }
 370   return 0;
 371 }
 372
 373 int __attribute__ ((weak)) main(int argc, char **argv)
 374 {
 375   return smpi_main(smpi_main_wrapper, argc, argv);
 376 }
 377
 378 #endif
 379
 380 static void smpi_init_logs(){
 381
 382   /* Connect log categories.  See xbt/log.c */
 383
 384   XBT_LOG_CONNECT(smpi);  /* Keep this line as soon as possible in this function: xbt_log_appender_file.c depends on it
 385                              DO NOT connect this in XBT or so, or it will be useless to xbt_log_appender_file.c */
 386   XBT_LOG_CONNECT(instr_smpi);
 387   XBT_LOG_CONNECT(smpi_bench);
 388   XBT_LOG_CONNECT(smpi_coll);
 389   XBT_LOG_CONNECT(smpi_colls);
 390   XBT_LOG_CONNECT(smpi_comm);
 391   XBT_LOG_CONNECT(smpi_datatype);
 392   XBT_LOG_CONNECT(smpi_dvfs);
 393   XBT_LOG_CONNECT(smpi_group);
 394   XBT_LOG_CONNECT(smpi_kernel);
 395   XBT_LOG_CONNECT(smpi_mpi);
 396   XBT_LOG_CONNECT(smpi_memory);
 397   XBT_LOG_CONNECT(smpi_op);
 398   XBT_LOG_CONNECT(smpi_pmpi);
 399   XBT_LOG_CONNECT(smpi_request);
 400   XBT_LOG_CONNECT(smpi_replay);
 401   XBT_LOG_CONNECT(smpi_rma);
 402   XBT_LOG_CONNECT(smpi_utils);
 403 }
 404 }
 405
 406 static void smpi_init_options(){
 407
 408     simgrid::smpi::Colls::set_collectives();
 409     simgrid::smpi::Colls::smpi_coll_cleanup_callback=nullptr;
 410     smpi_cpu_threshold = xbt_cfg_get_double("smpi/cpu-threshold");
 411     smpi_host_speed = xbt_cfg_get_double("smpi/host-speed");
 412     smpi_privatize_global_variables = xbt_cfg_get_boolean("smpi/privatize-global-variables");
 413     if (smpi_cpu_threshold < 0)
 414       smpi_cpu_threshold = DBL_MAX;
 415
 416     char* val = xbt_cfg_get_string("smpi/shared-malloc");
 417     if (!strcasecmp(val, "yes") || !strcmp(val, "1") || !strcasecmp(val, "on") || !strcasecmp(val, "global")) {
 418       smpi_cfg_shared_malloc = shmalloc_global;
 419     } else if (!strcasecmp(val, "local")) {
 420       smpi_cfg_shared_malloc = shmalloc_local;
 421     } else if (!strcasecmp(val, "no") || !strcmp(val, "0") || !strcasecmp(val, "off")) {
 422       smpi_cfg_shared_malloc = shmalloc_none;
 423     } else {
 424       xbt_die("Invalid value '%s' for option smpi/shared-malloc. Possible values: 'on' or 'global', 'local', 'off'",
 425               val);
 426     }
 427 }
 428
 429 int smpi_main(int (*realmain) (int argc, char *argv[]), int argc, char *argv[])
 430 {
 431   srand(SMPI_RAND_SEED);
 432
 433   if (getenv("SMPI_PRETEND_CC") != nullptr) {
 434     /* Hack to ensure that smpicc can pretend to be a simple compiler. Particularly handy to pass it to the
 435      * configuration tools */
 436     return 0;
 437   }
 438   smpi_init_logs();
 439
 440   TRACE_global_init(&argc, argv);
 441   TRACE_add_start_function(TRACE_smpi_alloc);
 442   TRACE_add_end_function(TRACE_smpi_release);
 443
 444   SIMIX_global_init(&argc, argv);
 445   MSG_init(&argc,argv);
 446
 447   SMPI_switch_data_segment = &smpi_switch_data_segment;
 448
 449   smpi_init_options();
 450
 451   // parse the platform file: get the host list
 452   SIMIX_create_environment(argv[1]);
 453   SIMIX_comm_set_copy_data_callback(smpi_comm_copy_data_callback);
 454   SIMIX_function_register_default(realmain);
 455   SIMIX_launch_application(argv[2]);
 456
 457   smpi_global_init();
 458
 459   smpi_check_options();
 460
 461   if(smpi_privatize_global_variables)
 462     smpi_initialize_global_memory_segments();
 463
 464   /* Clean IO before the run */
 465   fflush(stdout);
 466   fflush(stderr);
 467
 468   if (MC_is_active()) {
 469     MC_run();
 470   } else {
 471
 472     SIMIX_run();
 473
 474     xbt_os_walltimer_stop(global_timer);
 475     if (xbt_cfg_get_boolean("smpi/display-timing")){
 476       double global_time = xbt_os_timer_elapsed(global_timer);
 477       XBT_INFO("Simulated time: %g seconds. \n\n"
 478           "The simulation took %g seconds (after parsing and platform setup)\n"
 479           "%g seconds were actual computation of the application",
 480           SIMIX_get_clock(), global_time , smpi_total_benched_time);
 481
 482       if (smpi_total_benched_time/global_time>=0.75)
 483       XBT_INFO("More than 75%% of the time was spent inside the application code.\n"
 484       "You may want to use sampling functions or trace replay to reduce this.");
 485     }
 486   }
 487   int count = smpi_process_count();
 488   int i, ret=0;
 489   for (i = 0; i < count; i++) {
 490     if(process_data[i]->return_value()!=0){
 491       ret=process_data[i]->return_value();//return first non 0 value
 492       break;
 493     }
 494   }
 495   smpi_global_destroy();
 496
 497   TRACE_end();
 498
 499   return ret;
 500 }
 501
 502 // This function can be called from extern file, to initialize logs, options, and processes of smpi
 503 // without the need of smpirun
 504 void SMPI_init(){
 505   smpi_init_logs();
 506   smpi_init_options();
 507   smpi_global_init();
 508   smpi_check_options();
 509   if (TRACE_is_enabled() && TRACE_is_configured())
 510     TRACE_smpi_alloc();
 511   if(smpi_privatize_global_variables)
 512     smpi_initialize_global_memory_segments();
 513 }
 514
 515 void SMPI_finalize(){
 516   smpi_global_destroy();
 517 }
 518
 519 void smpi_mpi_init() {
 520   if(smpi_init_sleep > 0)
 521     simcall_process_sleep(smpi_init_sleep);
 522 }
 523
 524 double smpi_mpi_wtime(){
 525   double time;
 526   if (smpi_process()->initialized() != 0 && smpi_process()->finalized() == 0 && smpi_process()->sampling() == 0) {
 527     smpi_bench_end();
 528     time = SIMIX_get_clock();
 529     // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
 530     //     while (MPI_Wtime(...) < time_limit) {
 531     //       ....
 532     //     }
 533     // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Wtime
 534     // are made -> deadlock (MPI_Wtime never reaches the time limit)
 535     if(smpi_wtime_sleep > 0)
 536       simcall_process_sleep(smpi_wtime_sleep);
 537     smpi_bench_begin();
 538   } else {
 539     time = SIMIX_get_clock();
 540   }
 541   return time;
 542 }
 543