src/smpi/smpi_op.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2017. 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 "src/smpi/private.h"
   7 #include "src/smpi/smpi_datatype.hpp"
   8 #include "src/smpi/smpi_op.hpp"
   9 #include "src/smpi/smpi_process.hpp"
  10
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_op, smpi, "Logging specific to SMPI (op)");
  12
  13 #define MAX_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (b) : (a)
  14 #define MIN_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (a) : (b)
  15 #define SUM_OP(a, b)  (b) += (a)
  16 #define PROD_OP(a, b) (b) *= (a)
  17 #define LAND_OP(a, b) (b) = (a) && (b)
  18 #define LOR_OP(a, b)  (b) = (a) || (b)
  19 #define LXOR_OP(a, b) (b) = (not(a) && (b)) || ((a) && not(b))
  20 #define BAND_OP(a, b) (b) &= (a)
  21 #define BOR_OP(a, b)  (b) |= (a)
  22 #define BXOR_OP(a, b) (b) ^= (a)
  23 #define MAXLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (b) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (a))
  24 #define MINLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (a) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (b))
  25
  26 #define APPLY_FUNC(a, b, length, type, func) \
  27 {                                          \
  28   int i;                                   \
  29   type* x = (type*)(a);                    \
  30   type* y = (type*)(b);                    \
  31   for(i = 0; i < *(length); i++) {         \
  32     func(x[i], y[i]);                      \
  33   }                                        \
  34 }
  35
  36 #define APPLY_OP_LOOP(dtype, type, op) \
  37   if (*datatype == dtype) {\
  38     APPLY_FUNC(a, b, length, type, op)\
  39   } else \
  40
  41
  42 #define APPLY_BASIC_OP_LOOP(op)\
  43 APPLY_OP_LOOP(MPI_CHAR, char,op)\
  44 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT, short,op)\
  45 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT, int,op)\
  46 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG, long,op)\
  47 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_LONG, long long,op)\
  48 APPLY_OP_LOOP(MPI_SIGNED_CHAR, signed char,op)\
  49 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_CHAR, unsigned char,op)\
  50 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_SHORT, unsigned short,op)\
  51 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED, unsigned int,op)\
  52 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG, unsigned long,op)\
  53 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, unsigned long long,op)\
  54 APPLY_OP_LOOP(MPI_WCHAR, wchar_t,op)\
  55 APPLY_OP_LOOP(MPI_BYTE, int8_t,op)\
  56 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT8_T, int8_t,op)\
  57 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT16_T, int16_t,op)\
  58 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT32_T, int32_t,op)\
  59 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT64_T, int64_t,op)\
  60 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT8_T, uint8_t,op)\
  61 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT16_T, uint16_t,op)\
  62 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT32_T, uint32_t,op)\
  63 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT64_T, uint64_t,op)\
  64 APPLY_OP_LOOP(MPI_AINT, MPI_Aint,op)\
  65 APPLY_OP_LOOP(MPI_OFFSET, MPI_Offset,op)\
  66 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER1, int,op)\
  67 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER2, int16_t,op)\
  68 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER4, int32_t,op)\
  69 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER8, int64_t,op)
  70
  71 #define APPLY_BOOL_OP_LOOP(op)\
  72 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_BOOL, bool,op)
  73
  74 #define APPLY_FLOAT_OP_LOOP(op)\
  75 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT, float,op)\
  76 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE, double,op)\
  77 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE, long double,op)\
  78 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL, float,op)\
  79 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL4, float,op)\
  80 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL8, float,op)\
  81 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL16, double,op)
  82
  83 #define APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(op)\
  84 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_FLOAT_COMPLEX, float _Complex,op)\
  85 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_DOUBLE_COMPLEX, double _Complex,op)\
  86 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, long double _Complex,op)
  87
  88 #define APPLY_PAIR_OP_LOOP(op)\
  89 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT_INT, float_int,op)\
  90 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_INT, long_int,op)\
  91 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE_INT, double_int,op)\
  92 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT_INT, short_int,op)\
  93 APPLY_OP_LOOP(MPI_2INT, int_int,op)\
  94 APPLY_OP_LOOP(MPI_2FLOAT, float_float,op)\
  95 APPLY_OP_LOOP(MPI_2DOUBLE, double_double,op)\
  96 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE_INT, long_double_int,op)\
  97 APPLY_OP_LOOP(MPI_2LONG, long_long,op)
  98
  99 #define APPLY_END_OP_LOOP(op)\
 100   {\
 101     xbt_die("Failed to apply " #op " to type %s", (*datatype)->name());\
 102   }
 103
 104 static void max_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 105 {
 106   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MAX_OP)
 107   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MAX_OP)
 108   APPLY_END_OP_LOOP(MAX_OP)
 109 }
 110
 111 static void min_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 112 {
 113   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MIN_OP)
 114   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MIN_OP)
 115   APPLY_END_OP_LOOP(MIN_OP)
 116 }
 117
 118 static void sum_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 119 {
 120   APPLY_BASIC_OP_LOOP(SUM_OP)
 121   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(SUM_OP)
 122   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(SUM_OP)
 123   APPLY_END_OP_LOOP(SUM_OP)
 124 }
 125
 126 static void prod_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 127 {
 128   APPLY_BASIC_OP_LOOP(PROD_OP)
 129   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(PROD_OP)
 130   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(PROD_OP)
 131   APPLY_END_OP_LOOP(PROD_OP)
 132 }
 133
 134 static void land_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 135 {
 136   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LAND_OP)
 137   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LAND_OP)
 138   APPLY_END_OP_LOOP(LAND_OP)
 139 }
 140
 141 static void lor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 142 {
 143   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LOR_OP)
 144   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LOR_OP)
 145   APPLY_END_OP_LOOP(LOR_OP)
 146 }
 147
 148 static void lxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 149 {
 150   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LXOR_OP)
 151   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LXOR_OP)
 152   APPLY_END_OP_LOOP(LXOR_OP)
 153 }
 154
 155 static void band_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 156 {
 157   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BAND_OP)
 158   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BAND_OP)
 159   APPLY_END_OP_LOOP(BAND_OP)
 160 }
 161
 162 static void bor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 163 {
 164   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BOR_OP)
 165   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BOR_OP)
 166   APPLY_END_OP_LOOP(BOR_OP)
 167 }
 168
 169 static void bxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 170 {
 171   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BXOR_OP)
 172   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BXOR_OP)
 173   APPLY_END_OP_LOOP(BXOR_OP)
 174 }
 175
 176 static void minloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 177 {
 178   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 179   APPLY_END_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 180 }
 181
 182 static void maxloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 183 {
 184   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 185   APPLY_END_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 186 }
 187
 188 static void replace_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 189 {
 190   memcpy(b, a, *length * (*datatype)->size());
 191 }
 192
 193 static void no_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 194 {
 195   /* obviously a no-op */
 196 }
 197
 198 #define CREATE_MPI_OP(name, func)                             \
 199   static SMPI_Op mpi_##name (&(func) /* func */, true ); \
 200 MPI_Op name = &mpi_##name;
 201
 202 CREATE_MPI_OP(MPI_MAX, max_func);
 203 CREATE_MPI_OP(MPI_MIN, min_func);
 204 CREATE_MPI_OP(MPI_SUM, sum_func);
 205 CREATE_MPI_OP(MPI_PROD, prod_func);
 206 CREATE_MPI_OP(MPI_LAND, land_func);
 207 CREATE_MPI_OP(MPI_LOR, lor_func);
 208 CREATE_MPI_OP(MPI_LXOR, lxor_func);
 209 CREATE_MPI_OP(MPI_BAND, band_func);
 210 CREATE_MPI_OP(MPI_BOR, bor_func);
 211 CREATE_MPI_OP(MPI_BXOR, bxor_func);
 212 CREATE_MPI_OP(MPI_MAXLOC, maxloc_func);
 213 CREATE_MPI_OP(MPI_MINLOC, minloc_func);
 214 CREATE_MPI_OP(MPI_REPLACE, replace_func);
 215 CREATE_MPI_OP(MPI_NO_OP, no_func);
 216
 217 namespace simgrid{
 218 namespace smpi{
 219
 220 Op::Op(MPI_User_function * function, bool commutative) : func_(function), is_commutative_(commutative)
 221 {
 222   is_fortran_op_ = false;
 223 }
 224
 225 bool Op::is_commutative()
 226 {
 227   return is_commutative_;
 228 }
 229
 230 bool Op::is_fortran_op()
 231 {
 232   return is_fortran_op_;
 233 }
 234
 235 void Op::set_fortran_op()
 236 {
 237   //tell that we were created from fortran, so we need to translate the type to fortran when called
 238   is_fortran_op_ = true;
 239 }
 240
 241 void Op::apply(void *invec, void *inoutvec, int *len, MPI_Datatype datatype)
 242 {
 243   if(smpi_privatize_global_variables == SMPI_PRIVATIZE_MMAP){//we need to switch as the called function may silently touch global variables
 244     XBT_DEBUG("Applying operation, switch to the right data frame ");
 245     smpi_switch_data_segment(smpi_process()->index());
 246   }
 247
 248   if (not smpi_process()->replaying() && *len > 0) {
 249     if(! is_fortran_op_)
 250       this->func_(invec, inoutvec, len, &datatype);
 251     else{
 252       XBT_DEBUG("Applying operation of length %d from %p and from/to %p", *len, invec, inoutvec);
 253       int tmp = datatype->c2f();
 254       /* Unfortunately, the C and Fortran version of the MPI standard do not agree on the type here,
 255          thus the reinterpret_cast. */
 256       this->func_(invec, inoutvec, len, reinterpret_cast<MPI_Datatype*>(&tmp) );
 257     }
 258   }
 259 }
 260
 261 Op* Op::f2c(int id){
 262   return static_cast<Op*>(F2C::f2c(id));
 263 }
 264
 265 }
 266 }