src/smpi/include/smpi_file.hpp

   1 /* Copyright (c) 2010-2019. 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 #ifndef SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   8 #define SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   9 #include "simgrid/plugins/file_system.h"
  10 #include "smpi_comm.hpp"
  11 #include "smpi_coll.hpp"
  12 #include "smpi_datatype.hpp"
  13 #include "smpi_errhandler.hpp"
  14 #include "smpi_info.hpp"
  15 #include  <algorithm>
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_pmpi);
  18
  19 namespace simgrid{
  20 namespace smpi{
  21 class File{
  22   MPI_Comm comm_;
  23   int flags_;
  24   simgrid::s4u::File* file_;
  25   MPI_Info info_;
  26   MPI_Offset* shared_file_pointer_;
  27   s4u::MutexPtr shared_mutex_;
  28   MPI_Win win_;
  29   char* list_;
  30   MPI_Errhandler errhandler_;
  31
  32   public:
  33   File(MPI_Comm comm, const char *filename, int amode, MPI_Info info);
  34   File(const File&) = delete;
  35   File& operator=(const File&) = delete;
  36   ~File();
  37   int size();
  38   int get_position(MPI_Offset* offset);
  39   int get_position_shared(MPI_Offset* offset);
  40   int flags();
  41   MPI_Comm comm();
  42   int sync();
  43   int seek(MPI_Offset offset, int whence);
  44   int seek_shared(MPI_Offset offset, int whence);
  45   MPI_Info info();
  46   void set_info( MPI_Info info);
  47   static int read(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  48   static int read_shared(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  49   static int read_ordered(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  50   static int write(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  51   static int write_shared(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  52   static int write_ordered(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  53   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)> int op_all(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  54   static int close(MPI_File *fh);
  55   static int del(const char *filename, MPI_Info info);
  56   MPI_Errhandler errhandler();
  57   void set_errhandler( MPI_Errhandler errhandler);
  58 };
  59
  60   /* Read_all, Write_all : loosely based on */
  61   /* @article{Thakur:1996:ETM:245875.245879,*/
  62   /* author = {Thakur, Rajeev and Choudhary, Alok},*/
  63   /* title = {An Extended Two-phase Method for Accessing Sections of Out-of-core Arrays},*/
  64   /* journal = {Sci. Program.},*/
  65   /* issue_date = {Winter 1996},*/
  66   /* pages = {301--317},*/
  67   /* }*/
  68   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)>
  69   int File::op_all(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status){
  70     //get min and max offsets from everyone.
  71     int size =  comm_->size();
  72     int rank = comm_-> rank();
  73     MPI_Offset min_offset = file_->tell();
  74     MPI_Offset max_offset = (min_offset + count * datatype->size());//cheating, as we don't care about exact data location, we can skip extent
  75     MPI_Offset* min_offsets = new MPI_Offset[size];
  76     MPI_Offset* max_offsets = new MPI_Offset[size];
  77     simgrid::smpi::Colls::allgather(&min_offset, 1, MPI_OFFSET, min_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  78     simgrid::smpi::Colls::allgather(&max_offset, 1, MPI_OFFSET, max_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  79     MPI_Offset min=min_offset;
  80     MPI_Offset max=max_offset;
  81     MPI_Offset tot= 0;
  82     int empty=1;
  83     for(int i=0;i<size;i++){
  84       if(min_offsets[i]!=max_offsets[i])
  85         empty=0;
  86       tot+=(max_offsets[i]-min_offsets[i]);
  87       if(min_offsets[i]<min)
  88         min=min_offsets[i];
  89       if(max_offsets[i]>max)
  90         max=max_offsets[i];
  91     }
  92
  93     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my offsets to read : %lld:%lld, global min and max %lld:%lld", min_offset, max_offset, min, max);
  94     if(empty==1){
  95       delete[] min_offsets;
  96       delete[] max_offsets;
  97       status->count=0;
  98       return MPI_SUCCESS;
  99     }
 100     MPI_Offset total = max-min;
 101     if(total==tot && (datatype->flags() & DT_FLAG_CONTIGUOUS)){
 102       delete[] min_offsets;
 103       delete[] max_offsets;
 104       //contiguous. Just have each proc perform its read
 105       status->count=count * datatype->size();
 106       return T(this,buf,count,datatype, status);
 107     }
 108
 109     //Interleaved case : How much do I need to read, and whom to send it ?
 110     MPI_Offset my_chunk_start=(max-min+1)/size*rank;
 111     MPI_Offset my_chunk_end=((max-min+1)/size*(rank+1));
 112     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my chunks to read : %lld:%lld", my_chunk_start, my_chunk_end);
 113     int* send_sizes = new int[size];
 114     int* recv_sizes = new int[size];
 115     int* send_disps = new int[size];
 116     int* recv_disps = new int[size];
 117     int total_sent=0;
 118     for(int i=0;i<size;i++){
 119       send_sizes[i]=0;
 120       send_disps[i]=0;//cheat to avoid issues when send>recv as we use recv buffer
 121       if((my_chunk_start>=min_offsets[i] && my_chunk_start < max_offsets[i])||
 122           ((my_chunk_end<=max_offsets[i]) && my_chunk_end> min_offsets[i])){
 123         send_sizes[i]=(std::min(max_offsets[i]-1, my_chunk_end-1)-std::max(min_offsets[i], my_chunk_start));
 124         //store min and max offest to actually read
 125         min_offset=std::min(min_offset, min_offsets[i]);
 126         total_sent+=send_sizes[i];
 127         XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to send %d bytes to %d", send_sizes[i], i);
 128       }
 129     }
 130     min_offset=std::max(min_offset, my_chunk_start);
 131
 132     //merge the ranges of every process
 133     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> ranges;
 134     for(int i=0; i<size; ++i)
 135       ranges.push_back(std::make_pair(min_offsets[i],max_offsets[i]));
 136     std::sort(ranges.begin(), ranges.end());
 137     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> chunks;
 138     chunks.push_back(ranges[0]);
 139
 140     unsigned int nchunks=0;
 141     unsigned int i=1;
 142     while(i < ranges.size()){
 143       if(ranges[i].second>chunks[nchunks].second){
 144         // else range included - ignore
 145         if(ranges[i].first>chunks[nchunks].second){
 146           //new disjoint range
 147           chunks.push_back(ranges[i]);
 148           nchunks++;
 149         } else {
 150           //merge ranges
 151           chunks[nchunks].second=ranges[i].second;
 152         }
 153       }
 154       i++;
 155     }
 156     //what do I need to read ?
 157     MPI_Offset totreads=0;
 158     for(i=0; i<chunks.size();i++){
 159       if(chunks[i].second < my_chunk_start)
 160         continue;
 161       else if (chunks[i].first > my_chunk_end)
 162         continue;
 163       else
 164         totreads += (std::min(chunks[i].second, my_chunk_end-1)-std::max(chunks[i].first, my_chunk_start));
 165     }
 166     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to access %lld from my chunk", totreads);
 167
 168     unsigned char* sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(total_sent);
 169
 170     if(totreads>0){
 171       seek(min_offset, MPI_SEEK_SET);
 172       T(this,sendbuf,totreads/datatype->size(),datatype, status);
 173     }
 174     simgrid::smpi::Colls::alltoall(send_sizes, 1, MPI_INT, recv_sizes, 1, MPI_INT, comm_);
 175     int total_recv=0;
 176     for(int i=0;i<size;i++){
 177       recv_disps[i]=total_recv;
 178       total_recv+=recv_sizes[i];
 179     }
 180     //Set buf value to avoid copying dumb data
 181     simgrid::smpi::Colls::alltoallv(sendbuf, send_sizes, send_disps, MPI_BYTE,
 182                               buf, recv_sizes, recv_disps, MPI_BYTE, comm_);
 183     status->count=count * datatype->size();
 184     smpi_free_tmp_buffer(sendbuf);
 185     delete[] send_sizes;
 186     delete[] recv_sizes;
 187     delete[] send_disps;
 188     delete[] recv_disps;
 189     delete[] min_offsets;
 190     delete[] max_offsets;
 191     return MPI_SUCCESS;
 192   }
 193 }
 194 }
 195
 196 #endif