Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Merge branch 'master' of git+ssh://scm.gforge.inria.fr//gitroot/simgrid/simgrid
[simgrid.git] / src / smpi / smpi_base.cpp
1 /* Copyright (c) 2007-2015. 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 #include <xbt/config.hpp>
8 #include <algorithm>
9
10 #include "private.h"
11 #include "xbt/virtu.h"
12 #include "mc/mc.h"
13 #include "src/mc/mc_replay.h"
14 #include "xbt/replay.h"
15 #include <errno.h>
16 #include "src/simix/smx_private.h"
17 #include "surf/surf.h"
18 #include "simgrid/sg_config.h"
19 #include "smpi/smpi_utils.hpp"
20 #include "colls/colls.h"
21
22 #include "src/kernel/activity/SynchroComm.hpp"
23
24 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_base, smpi, "Logging specific to SMPI (base)");
25
26 static int match_recv(void* a, void* b, smx_activity_t ignored) {
27   MPI_Request ref = static_cast<MPI_Request>(a);
28   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(b);
29   XBT_DEBUG("Trying to match a recv of src %d against %d, tag %d against %d",ref->src,req->src, ref->tag, req->tag);
30
31   xbt_assert(ref, "Cannot match recv against null reference");
32   xbt_assert(req, "Cannot match recv against null request");
33   if((ref->src == MPI_ANY_SOURCE || req->src == ref->src)
34     && ((ref->tag == MPI_ANY_TAG && req->tag >=0) || req->tag == ref->tag)){
35     //we match, we can transfer some values
36     if(ref->src == MPI_ANY_SOURCE)
37       ref->real_src = req->src;
38     if(ref->tag == MPI_ANY_TAG)
39       ref->real_tag = req->tag;
40     if(ref->real_size < req->real_size) 
41       ref->truncated = 1;
42     if(req->detached==1)
43       ref->detached_sender=req; //tie the sender to the receiver, as it is detached and has to be freed in the receiver
44     XBT_DEBUG("match succeeded");
45     return 1;
46   }else return 0;
47 }
48
49 static int match_send(void* a, void* b,smx_activity_t ignored) {
50   MPI_Request ref = static_cast<MPI_Request>(a);
51   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(b);
52   XBT_DEBUG("Trying to match a send of src %d against %d, tag %d against %d",ref->src,req->src, ref->tag, req->tag);
53   xbt_assert(ref, "Cannot match send against null reference");
54   xbt_assert(req, "Cannot match send against null request");
55
56   if((req->src == MPI_ANY_SOURCE || req->src == ref->src)
57       && ((req->tag == MPI_ANY_TAG && ref->tag >=0)|| req->tag == ref->tag)){
58     if(req->src == MPI_ANY_SOURCE)
59       req->real_src = ref->src;
60     if(req->tag == MPI_ANY_TAG)
61       req->real_tag = ref->tag;
62     if(req->real_size < ref->real_size)
63       req->truncated = 1;
64     if(ref->detached==1)
65       req->detached_sender=ref; //tie the sender to the receiver, as it is detached and has to be freed in the receiver
66     XBT_DEBUG("match succeeded");
67     return 1;
68   } else
69     return 0;
70 }
71
72 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_os_values;
73 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_or_values;
74 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_ois_values;
75
76 static simgrid::config::Flag<double> smpi_wtime_sleep(
77   "smpi/wtime", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Wtime", 0.0);
78 static simgrid::config::Flag<double> smpi_init_sleep(
79   "smpi/init", "Time to inject inside a call to MPI_Init", 0.0);
80 static simgrid::config::Flag<double> smpi_iprobe_sleep(
81   "smpi/iprobe", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Iprobe", 1e-4);
82 static simgrid::config::Flag<double> smpi_test_sleep(
83   "smpi/test", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Test", 1e-4);
84
85
86 static double smpi_os(size_t size)
87 {
88   if (smpi_os_values.empty()) {
89     smpi_os_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/os"));
90   }
91   double current=smpi_os_values.empty()?0.0:smpi_os_values[0].values[0]+smpi_os_values[0].values[1]*size;
92   // Iterate over all the sections that were specified and find the right
93   // value. (fact.factor represents the interval sizes; we want to find the
94   // section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
95   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
96   for (auto& fact : smpi_os_values) {
97     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously computed value of current!
98       XBT_DEBUG("os : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
99       return current;
100     }else{
101       // If the next section is too large, the current section must be used.
102       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
103       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
104     }
105   }
106   XBT_DEBUG("Searching for smpi/os: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
107
108   return current;
109 }
110
111 static double smpi_ois(size_t size)
112 {
113   if (smpi_ois_values.empty()) {
114     smpi_ois_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/ois"));
115   }
116   double current=smpi_ois_values.empty()?0.0:smpi_ois_values[0].values[0]+smpi_ois_values[0].values[1]*size;
117   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
118   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
119   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
120   for (auto& fact : smpi_ois_values) {
121     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously  computed value of current!
122       XBT_DEBUG("ois : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
123       return current;
124     }else{
125       // If the next section is too large, the current section must be used.
126       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
127       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
128     }
129   }
130   XBT_DEBUG("Searching for smpi/ois: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
131
132   return current;
133 }
134
135 static double smpi_or(size_t size)
136 {
137   if (smpi_or_values.empty()) {
138     smpi_or_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/or"));
139   }
140   
141   double current=smpi_or_values.empty()?0.0:smpi_or_values.front().values[0]+smpi_or_values.front().values[1]*size;
142
143   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
144   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
145   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
146   for (auto fact : smpi_or_values) {
147     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously computed value of current!
148       XBT_DEBUG("or : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
149       return current;
150     } else {
151       // If the next section is too large, the current section must be used.
152       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
153       current=fact.values[0]+fact.values[1]*size;
154     }
155   }
156   XBT_DEBUG("smpi_or: %zu is larger than largest boundary, return %.10f", size, current);
157
158   return current;
159 }
160
161 void smpi_mpi_init() {
162   if(smpi_init_sleep > 0) 
163     simcall_process_sleep(smpi_init_sleep);
164 }
165
166 double smpi_mpi_wtime(){
167   double time;
168   if (smpi_process_initialized() != 0 && smpi_process_finalized() == 0 && smpi_process_get_sampling() == 0) {
169     smpi_bench_end();
170     time = SIMIX_get_clock();
171     // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
172     //     while (MPI_Wtime(...) < time_limit) {
173     //       ....
174     //     }
175     // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Wtime
176     // are made -> deadlock (MPI_Wtime never reaches the time limit)
177     if(smpi_wtime_sleep > 0) 
178       simcall_process_sleep(smpi_wtime_sleep);
179     smpi_bench_begin();
180   } else {
181     time = SIMIX_get_clock();
182   }
183   return time;
184 }
185
186 static MPI_Request build_request(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
187                                  unsigned flags)
188 {
189   MPI_Request request = nullptr;
190
191   void *old_buf = nullptr;
192
193   request = xbt_new(s_smpi_mpi_request_t, 1);
194
195   s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
196
197   if((((flags & RECV) != 0) && ((flags & ACCUMULATE) !=0)) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
198     // This part handles the problem of non-contiguous memory
199     old_buf = buf;
200     buf = count==0 ? nullptr : xbt_malloc(count*smpi_datatype_size(datatype));
201     if ((datatype->sizeof_substruct != 0) && ((flags & SEND) != 0)) {
202       subtype->serialize(old_buf, buf, count, datatype->substruct);
203     }
204   }
205
206   request->buf      = buf;
207   // This part handles the problem of non-contiguous memory (for the unserialisation at the reception)
208   request->old_buf  = old_buf;
209   request->old_type = datatype;
210
211   request->size = smpi_datatype_size(datatype) * count;
212   smpi_datatype_use(datatype);
213   request->src  = src;
214   request->dst  = dst;
215   request->tag  = tag;
216   request->comm = comm;
217   smpi_comm_use(request->comm);
218   request->action          = nullptr;
219   request->flags           = flags;
220   request->detached        = 0;
221   request->detached_sender = nullptr;
222   request->real_src        = 0;
223   request->truncated       = 0;
224   request->real_size       = 0;
225   request->real_tag        = 0;
226   if (flags & PERSISTENT)
227     request->refcount = 1;
228   else
229     request->refcount = 0;
230   request->op   = MPI_REPLACE;
231   request->send = 0;
232   request->recv = 0;
233
234   return request;
235 }
236
237 void smpi_empty_status(MPI_Status * status)
238 {
239   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
240     status->MPI_SOURCE = MPI_ANY_SOURCE;
241     status->MPI_TAG = MPI_ANY_TAG;
242     status->MPI_ERROR = MPI_SUCCESS;
243     status->count=0;
244   }
245 }
246
247 static void smpi_mpi_request_free_voidp(void* request)
248 {
249   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(request);
250   smpi_mpi_request_free(&req);
251 }
252
253 /* MPI Low level calls */
254 MPI_Request smpi_mpi_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
255 {
256   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
257   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
258                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SEND | PREPARED);
259   return request;
260 }
261
262 MPI_Request smpi_mpi_ssend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
263 {
264   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
265   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
266                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SSEND | SEND | PREPARED);
267   return request;
268 }
269
270 MPI_Request smpi_mpi_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
271 {
272   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
273   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,
274                           src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE : smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src),
275                           smpi_process_index(), tag, comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
276   return request;
277 }
278
279 void smpi_mpi_start(MPI_Request request)
280 {
281   smx_mailbox_t mailbox;
282
283   xbt_assert(request->action == nullptr, "Cannot (re-)start unfinished communication");
284   request->flags &= ~PREPARED;
285   request->flags &= ~FINISHED;
286   request->refcount++;
287
288   if ((request->flags & RECV) != 0) {
289     print_request("New recv", request);
290
291     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
292
293     xbt_mutex_t mut = smpi_process_mailboxes_mutex();
294     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
295       xbt_mutex_acquire(mut);
296
297     if (async_small_thresh == 0 && (request->flags & RMA) == 0 ) {
298       mailbox = smpi_process_mailbox();
299     } 
300     else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) {
301       //We have to check both mailboxes (because SSEND messages are sent to the large mbox).
302       //begin with the more appropriate one : the small one.
303       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
304       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted in the small mailbox %p (in case of SSEND)?", mailbox);
305       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv,
306                                                   static_cast<void*>(request));
307
308       if (action == nullptr) {
309         mailbox = smpi_process_mailbox();
310         XBT_DEBUG("No, nothing in the small mailbox test the other one : %p", mailbox);
311         action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
312         if (action == nullptr) {
313           XBT_DEBUG("Still nothing, switch back to the small mailbox : %p", mailbox);
314           mailbox = smpi_process_mailbox_small();
315         }
316       } else {
317         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the large mailbox");
318       }
319     } else {
320       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
321       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted the small mailbox?");
322       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, (void*)request);
323
324       if (action == nullptr) {
325         XBT_DEBUG("No, nothing in the permanent receive mailbox");
326         mailbox = smpi_process_mailbox();
327       } else {
328         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the small mailbox");
329       }
330     }
331
332     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
333     request->real_size=request->size;
334     request->action = simcall_comm_irecv(SIMIX_process_self(), mailbox, request->buf, &request->real_size, &match_recv,
335                                          ! smpi_process_get_replaying()? &smpi_comm_copy_buffer_callback
336                                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request, -1.0);
337     XBT_DEBUG("recv simcall posted");
338
339     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0 )
340       xbt_mutex_release(mut);
341   } else { /* the RECV flag was not set, so this is a send */
342     int receiver = request->dst;
343
344     int rank = request->src;
345     if (TRACE_smpi_view_internals()) {
346       TRACE_smpi_send(rank, rank, receiver, request->tag, request->size);
347     }
348     print_request("New send", request);
349
350     void* buf = request->buf;
351     if ((request->flags & SSEND) == 0 && ( (request->flags & RMA) != 0
352         || static_cast<int>(request->size) < xbt_cfg_get_int("smpi/send-is-detached-thresh") ) ) {
353       void *oldbuf = nullptr;
354       request->detached = 1;
355       XBT_DEBUG("Send request %p is detached", request);
356       request->refcount++;
357       if(request->old_type->sizeof_substruct == 0){
358         oldbuf = request->buf;
359         if (!smpi_process_get_replaying() && oldbuf != nullptr && request->size!=0){
360           if((smpi_privatize_global_variables != 0)
361             && (static_cast<char*>(request->buf) >= smpi_start_data_exe)
362             && (static_cast<char*>(request->buf) < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
363             XBT_DEBUG("Privatization : We are sending from a zone inside global memory. Switch data segment ");
364             smpi_switch_data_segment(request->src);
365           }
366           buf = xbt_malloc(request->size);
367           memcpy(buf,oldbuf,request->size);
368           XBT_DEBUG("buf %p copied into %p",oldbuf,buf);
369         }
370       }
371     }
372
373     //if we are giving back the control to the user without waiting for completion, we have to inject timings
374     double sleeptime = 0.0;
375     if(request->detached != 0 || ((request->flags & (ISEND|SSEND)) != 0)){// issend should be treated as isend
376       //isend and send timings may be different
377       sleeptime = ((request->flags & ISEND) != 0) ? smpi_ois(request->size) : smpi_os(request->size);
378     }
379
380     if(sleeptime > 0.0){
381       simcall_process_sleep(sleeptime);
382       XBT_DEBUG("sending size of %zu : sleep %f ", request->size, sleeptime);
383     }
384
385     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
386
387     xbt_mutex_t mut=smpi_process_remote_mailboxes_mutex(receiver);
388
389     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
390       xbt_mutex_acquire(mut);
391
392     if (!(async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) !=0)) {
393       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
394     } else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) { // eager mode
395       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
396       XBT_DEBUG("Is there a corresponding recv already posted in the large mailbox %p?", mailbox);
397       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send,
398                                                   static_cast<void*>(request));
399       if (action == nullptr) {
400         if ((request->flags & SSEND) == 0){
401           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
402           XBT_DEBUG("No, nothing in the large mailbox, message is to be sent on the small one %p", mailbox);
403         } else {
404           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
405           XBT_DEBUG("SSEND : Is there a corresponding recv already posted in the small mailbox %p?", mailbox);
406           action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send, static_cast<void*>(request));
407           if (action == nullptr) {
408             XBT_DEBUG("No, we are first, send to large mailbox");
409             mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
410           }
411         }
412       } else {
413         XBT_DEBUG("Yes there was something for us in the large mailbox");
414       }
415     } else {
416       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
417       XBT_DEBUG("Send request %p is in the large mailbox %p (buf: %p)",mailbox, request,request->buf);
418     }
419
420     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
421     request->real_size=request->size;
422     request->action = simcall_comm_isend(SIMIX_process_from_PID(request->src+1), mailbox, request->size, -1.0,
423                                          buf, request->real_size, &match_send,
424                          &xbt_free_f, // how to free the userdata if a detached send fails
425                          !smpi_process_get_replaying() ? &smpi_comm_copy_buffer_callback
426                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request,
427                          // detach if msg size < eager/rdv switch limit
428                          request->detached);
429     XBT_DEBUG("send simcall posted");
430
431     /* FIXME: detached sends are not traceable (request->action == nullptr) */
432     if (request->action != nullptr)
433       simcall_set_category(request->action, TRACE_internal_smpi_get_category());
434
435     if (async_small_thresh != 0 || ((request->flags & RMA)!=0))
436       xbt_mutex_release(mut);
437   }
438 }
439
440 void smpi_mpi_startall(int count, MPI_Request * requests)
441 {
442   if(requests== nullptr) 
443     return;
444
445   for(int i = 0; i < count; i++) {
446     smpi_mpi_start(requests[i]);
447   }
448 }
449
450 void smpi_mpi_request_free(MPI_Request * request)
451 {
452   if((*request) != MPI_REQUEST_NULL){
453     (*request)->refcount--;
454     if((*request)->refcount<0) xbt_die("wrong refcount");
455
456     if((*request)->refcount==0){
457         smpi_datatype_unuse((*request)->old_type);
458         smpi_comm_unuse((*request)->comm);
459         print_request("Destroying", (*request));
460         xbt_free(*request);
461         *request = MPI_REQUEST_NULL;
462     }else{
463       print_request("Decrementing", (*request));
464     }
465   }else{
466     xbt_die("freeing an already free request");
467   }
468 }
469
470 MPI_Request smpi_rma_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
471                                MPI_Op op)
472 {
473   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
474   if(op==MPI_OP_NULL){
475     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, src, dst, tag,
476                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
477   }else{
478     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
479                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED | ACCUMULATE);
480     request->op = op;
481   }
482   return request;
483 }
484
485 MPI_Request smpi_rma_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
486                                MPI_Op op)
487 {
488   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
489   if(op==MPI_OP_NULL){
490     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
491                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED);
492   }else{
493     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
494                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED | ACCUMULATE);
495     request->op = op;
496   }
497   return request;
498 }
499
500 MPI_Request smpi_isend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
501 {
502   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
503   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, smpi_process_index(),
504                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
505   return request;
506 }
507
508 MPI_Request smpi_mpi_isend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
509 {
510   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
511   request =  build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
512                            smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SEND);
513   smpi_mpi_start(request);
514   return request;
515 }
516
517 MPI_Request smpi_mpi_issend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
518 {
519   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
520   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
521                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SSEND | SEND);
522   smpi_mpi_start(request);
523   return request;
524 }
525
526 MPI_Request smpi_irecv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
527 {
528   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
529   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
530                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag,
531                           comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
532   return request;
533 }
534
535 MPI_Request smpi_mpi_irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
536 {
537   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
538   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
539                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag, comm,
540                           NON_PERSISTENT | RECV);
541   smpi_mpi_start(request);
542   return request;
543 }
544
545 void smpi_mpi_recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
546 {
547   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
548   request = smpi_mpi_irecv(buf, count, datatype, src, tag, comm);
549   smpi_mpi_wait(&request, status);
550   request = nullptr;
551 }
552
553 void smpi_mpi_send(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
554 {
555   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
556   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
557                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SEND);
558
559   smpi_mpi_start(request);
560   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
561   request = nullptr;
562 }
563
564 void smpi_mpi_ssend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
565 {
566   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
567   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
568                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SSEND | SEND);
569
570   smpi_mpi_start(request);
571   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
572   request = nullptr;
573 }
574
575 void smpi_mpi_sendrecv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,int dst, int sendtag,
576                        void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int src, int recvtag,
577                        MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
578 {
579   MPI_Request requests[2];
580   MPI_Status stats[2];
581   int myid=smpi_process_index();
582   if ((smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst) == myid) && (smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src) == myid)){
583       smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
584       return;
585   }
586   requests[0] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, dst, sendtag, comm);
587   requests[1] = smpi_irecv_init(recvbuf, recvcount, recvtype, src, recvtag, comm);
588   smpi_mpi_startall(2, requests);
589   smpi_mpi_waitall(2, requests, stats);
590   smpi_mpi_request_free(&requests[0]);
591   smpi_mpi_request_free(&requests[1]);
592   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
593     // Copy receive status
594     *status = stats[1];
595   }
596 }
597
598 int smpi_mpi_get_count(MPI_Status * status, MPI_Datatype datatype)
599 {
600   return status->count / smpi_datatype_size(datatype);
601 }
602
603 static void finish_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
604 {
605   MPI_Request req = *request;
606   smpi_empty_status(status);
607
608   if(!((req->detached != 0) && ((req->flags & SEND) != 0)) && ((req->flags & PREPARED) == 0)){
609     if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
610       int src = req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src;
611       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(req->comm), src);
612       status->MPI_TAG = req->tag == MPI_ANY_TAG ? req->real_tag : req->tag;
613       status->MPI_ERROR = req->truncated != 0 ? MPI_ERR_TRUNCATE : MPI_SUCCESS;
614       // this handles the case were size in receive differs from size in send
615       status->count = req->real_size;
616     }
617
618     print_request("Finishing", req);
619     MPI_Datatype datatype = req->old_type;
620
621     if(((req->flags & ACCUMULATE) != 0) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
622       if (!smpi_process_get_replaying()){
623         if( smpi_privatize_global_variables != 0 && (static_cast<char*>(req->old_buf) >= smpi_start_data_exe)
624             && ((char*)req->old_buf < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
625             XBT_VERB("Privatization : We are unserializing to a zone in global memory - Switch data segment ");
626             smpi_switch_data_segment(smpi_process_index());
627         }
628       }
629
630       if(datatype->sizeof_substruct != 0){
631         // This part handles the problem of non-contignous memory the unserialization at the reception
632         s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
633         if(req->flags & RECV)
634           subtype->unserialize(req->buf, req->old_buf, req->real_size/smpi_datatype_size(datatype) ,
635                                datatype->substruct, req->op);
636         xbt_free(req->buf);
637       }else if(req->flags & RECV){//apply op on contiguous buffer for accumulate
638           int n =req->real_size/smpi_datatype_size(datatype);
639           smpi_op_apply(req->op, req->buf, req->old_buf, &n, &datatype);
640           xbt_free(req->buf);
641       }
642     }
643   }
644
645   if (TRACE_smpi_view_internals() && ((req->flags & RECV) != 0)){
646     int rank = smpi_process_index();
647     int src_traced = (req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src);
648     TRACE_smpi_recv(rank, src_traced, rank,req->tag);
649   }
650
651   if(req->detached_sender != nullptr){
652     //integrate pseudo-timing for buffering of small messages, do not bother to execute the simcall if 0
653     double sleeptime = smpi_or(req->real_size);
654     if(sleeptime > 0.0){
655       simcall_process_sleep(sleeptime);
656       XBT_DEBUG("receiving size of %zu : sleep %f ", req->real_size, sleeptime);
657     }
658     smpi_mpi_request_free(&(req->detached_sender));
659   }
660   if(req->flags & PERSISTENT)
661     req->action = nullptr;
662   req->flags |= FINISHED;
663
664   smpi_mpi_request_free(request);
665 }
666
667 int smpi_mpi_test(MPI_Request * request, MPI_Status * status) {
668   //assume that request is not MPI_REQUEST_NULL (filtered in PMPI_Test or smpi_mpi_testall before)
669
670   // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
671   //     while (MPI_Test(request, flag, status) && flag) {
672   //     }
673   // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Test are made -> deadlock
674   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed test will increase it
675   static int nsleeps = 1;
676   if(smpi_test_sleep > 0)  
677     simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
678
679   smpi_empty_status(status);
680   int flag = 1;
681   if (((*request)->flags & PREPARED) == 0) {
682     if ((*request)->action != nullptr)
683       flag = simcall_comm_test((*request)->action);
684     if (flag) {
685       finish_wait(request, status);
686       nsleeps=1;//reset the number of sleeps we will do next time
687       if (*request != MPI_REQUEST_NULL && ((*request)->flags & PERSISTENT)==0)
688       *request = MPI_REQUEST_NULL;
689     } else if (xbt_cfg_get_boolean("smpi/grow-injected-times")){
690       nsleeps++;
691     }
692   }
693   return flag;
694 }
695
696 int smpi_mpi_testany(int count, MPI_Request requests[], int *index, MPI_Status * status)
697 {
698   std::vector<simgrid::kernel::activity::ActivityImpl*> comms;
699   comms.reserve(count);
700
701   int i;
702   int flag = 0;
703
704   *index = MPI_UNDEFINED;
705
706   std::vector<int> map; /** Maps all matching comms back to their location in requests **/
707   for(i = 0; i < count; i++) {
708     if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->action && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
709        comms.push_back(requests[i]->action);
710        map.push_back(i);
711     }
712   }
713   if(!map.empty()) {
714     //multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed testany will increase it
715     static int nsleeps = 1;
716     if(smpi_test_sleep > 0) 
717       simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
718
719     i = simcall_comm_testany(comms.data(), comms.size()); // The i-th element in comms matches!
720     if (i != -1) { // -1 is not MPI_UNDEFINED but a SIMIX return code. (nothing matches)
721       *index = map[i]; 
722       finish_wait(&requests[*index], status);
723       flag             = 1;
724       nsleeps          = 1;
725       if (requests[*index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[*index]->flags & NON_PERSISTENT)) {
726         requests[*index] = MPI_REQUEST_NULL;
727       }
728     } else {
729       nsleeps++;
730     }
731   } else {
732       //all requests are null or inactive, return true
733       flag = 1;
734       smpi_empty_status(status);
735   }
736
737   return flag;
738 }
739
740 int smpi_mpi_testall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
741 {
742   MPI_Status stat;
743   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
744   int flag=1;
745   for(int i=0; i<count; i++){
746     if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
747       if (smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)!=1){
748         flag=0;
749       }else{
750           requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
751       }
752     }else{
753       smpi_empty_status(pstat);
754     }
755     if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
756       status[i] = *pstat;
757     }
758   }
759   return flag;
760 }
761
762 void smpi_mpi_probe(int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status* status){
763   int flag=0;
764   //FIXME find another way to avoid busy waiting ?
765   // the issue here is that we have to wait on a nonexistent comm
766   while(flag==0){
767     smpi_mpi_iprobe(source, tag, comm, &flag, status);
768     XBT_DEBUG("Busy Waiting on probing : %d", flag);
769   }
770 }
771
772 void smpi_mpi_iprobe(int source, int tag, MPI_Comm comm, int* flag, MPI_Status* status){
773   MPI_Request request = build_request(nullptr, 0, MPI_CHAR, source == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
774                  smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), source), smpi_comm_rank(comm), tag, comm, PERSISTENT | RECV);
775
776   // to avoid deadlock, we have to sleep some time here, or the timer won't advance and we will only do iprobe simcalls
777   // (especially when used as a break condition, such as while(MPI_Iprobe(...)) ... )
778   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed iprobe will increase it
779   static int nsleeps = 1;
780   if(smpi_iprobe_sleep > 0)  
781     simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_iprobe_sleep);
782   // behave like a receive, but don't do it
783   smx_mailbox_t mailbox;
784
785   print_request("New iprobe", request);
786   // We have to test both mailboxes as we don't know if we will receive one one or another
787   if (xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh") > 0){
788       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
789       XBT_DEBUG("Trying to probe the perm recv mailbox");
790       request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src, request->tag, &match_recv,
791                                             static_cast<void*>(request));
792   }
793
794   if (request->action == nullptr){
795     mailbox = smpi_process_mailbox();
796     XBT_DEBUG("trying to probe the other mailbox");
797     request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv,
798                                           static_cast<void*>(request));
799   }
800
801   if (request->action != nullptr){
802     simgrid::kernel::activity::Comm *sync_comm = static_cast<simgrid::kernel::activity::Comm*>(request->action);
803     MPI_Request req                            = static_cast<MPI_Request>(sync_comm->src_data);
804     *flag = 1;
805     if(status != MPI_STATUS_IGNORE && (req->flags & PREPARED) == 0) {
806       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(comm), req->src);
807       status->MPI_TAG    = req->tag;
808       status->MPI_ERROR  = MPI_SUCCESS;
809       status->count      = req->real_size;
810     }
811     nsleeps = 1;//reset the number of sleeps we will do next time
812   }
813   else {
814     *flag = 0;
815     if (xbt_cfg_get_boolean("smpi/grow-injected-times"))
816       nsleeps++;
817   }
818   smpi_mpi_request_free(&request);
819 }
820
821 void smpi_mpi_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
822 {
823   print_request("Waiting", *request);
824   if ((*request)->flags & PREPARED) {
825     smpi_empty_status(status);
826     return;
827   }
828
829   if ((*request)->action != nullptr)
830     // this is not a detached send
831     simcall_comm_wait((*request)->action, -1.0);
832
833   finish_wait(request, status);
834   if (*request != MPI_REQUEST_NULL && (((*request)->flags & NON_PERSISTENT)!=0))
835     *request = MPI_REQUEST_NULL;
836 }
837
838 static int sort_accumulates(MPI_Request a, MPI_Request b)
839 {
840   return (a->tag < b->tag);
841 }
842
843 int smpi_mpi_waitany(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status * status)
844 {
845   s_xbt_dynar_t comms; // Keep it on stack to save some extra mallocs
846   int i;
847   int size = 0;
848   int index = MPI_UNDEFINED;
849   int *map;
850
851   if(count > 0) {
852     // Wait for a request to complete
853     xbt_dynar_init(&comms, sizeof(smx_activity_t), nullptr);
854     map = xbt_new(int, count);
855     XBT_DEBUG("Wait for one of %d", count);
856     for(i = 0; i < count; i++) {
857       if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED) && !(requests[i]->flags & FINISHED)) {
858         if (requests[i]->action != nullptr) {
859           XBT_DEBUG("Waiting any %p ", requests[i]);
860           xbt_dynar_push(&comms, &requests[i]->action);
861           map[size] = i;
862           size++;
863         } else {
864           // This is a finished detached request, let's return this one
865           size  = 0; // so we free the dynar but don't do the waitany call
866           index = i;
867           finish_wait(&requests[i], status); // cleanup if refcount = 0
868           if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
869             requests[i] = MPI_REQUEST_NULL; // set to null
870           break;
871         }
872       }
873     }
874     if(size > 0) {
875       i = simcall_comm_waitany(&comms, -1);
876
877       // not MPI_UNDEFINED, as this is a simix return code
878       if (i != -1) {
879         index = map[i];
880         //in case of an accumulate, we have to wait the end of all requests to apply the operation, ordered correctly.
881         if ((requests[index] == MPI_REQUEST_NULL)
882              ||  (!((requests[index]->flags & ACCUMULATE) && (requests[index]->flags & RECV)))){
883           finish_wait(&requests[index], status);
884           if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
885             requests[index] = MPI_REQUEST_NULL;
886         }else{
887             XBT_WARN("huu?");
888         }
889       }
890     }
891
892     xbt_dynar_free_data(&comms);
893     xbt_free(map);
894   }
895
896   if (index==MPI_UNDEFINED)
897     smpi_empty_status(status);
898
899   return index;
900 }
901
902 int smpi_mpi_waitall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
903 {
904   std::vector<MPI_Request> accumulates;
905   int index;
906   MPI_Status stat;
907   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
908   int retvalue = MPI_SUCCESS;
909   //tag invalid requests in the set
910   if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
911     for (int c = 0; c < count; c++) {
912       if (requests[c] == MPI_REQUEST_NULL || requests[c]->dst == MPI_PROC_NULL || (requests[c]->flags & PREPARED)) {
913         smpi_empty_status(&status[c]);
914       } else if (requests[c]->src == MPI_PROC_NULL) {
915         smpi_empty_status(&status[c]);
916         status[c].MPI_SOURCE = MPI_PROC_NULL;
917       }
918     }
919   }
920   for (int c = 0; c < count; c++) {
921     if (MC_is_active() || MC_record_replay_is_active()) {
922       smpi_mpi_wait(&requests[c], pstat);
923       index = c;
924     } else {
925       index = smpi_mpi_waitany(count, requests, pstat);
926       if (index == MPI_UNDEFINED)
927         break;
928
929       if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL
930            && (requests[index]->flags & RECV)
931            && (requests[index]->flags & ACCUMULATE))
932         accumulates.push_back(requests[index]);
933       if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
934         requests[index] = MPI_REQUEST_NULL;
935     }
936     if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
937       status[index] = *pstat;
938       if (status[index].MPI_ERROR == MPI_ERR_TRUNCATE)
939         retvalue = MPI_ERR_IN_STATUS;
940     }
941   }
942
943   if (!accumulates.empty()) {
944     std::sort(accumulates.begin(), accumulates.end(), sort_accumulates);
945     for (auto req : accumulates) {
946       finish_wait(&req, status);
947     }
948   }
949
950   return retvalue;
951 }
952
953 int smpi_mpi_waitsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
954 {
955   int i;
956   int count = 0;
957   int index;
958   MPI_Status stat;
959   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
960
961   for(i = 0; i < incount; i++)
962   {
963     index=smpi_mpi_waitany(incount, requests, pstat);
964     if(index!=MPI_UNDEFINED){
965       indices[count] = index;
966       count++;
967       if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
968         status[index] = *pstat;
969       }
970      if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
971      requests[index]=MPI_REQUEST_NULL;
972     }else{
973       return MPI_UNDEFINED;
974     }
975   }
976   return count;
977 }
978
979 int smpi_mpi_testsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
980 {
981   int i;
982   int count = 0;
983   int count_dead = 0;
984   MPI_Status stat;
985   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
986
987   for(i = 0; i < incount; i++) {
988     if((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL)) {
989       if(smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)) {
990          indices[i] = 1;
991          count++;
992          if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
993            status[i] = *pstat;
994          }
995          if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->flags & NON_PERSISTENT)
996          requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
997       }
998     }else{
999       count_dead++;
1000     }
1001   }
1002   if(count_dead==incount)
1003     return MPI_UNDEFINED;
1004   else return count;
1005 }
1006
1007 void smpi_mpi_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm)
1008 {
1009   smpi_coll_tuned_bcast_binomial_tree(buf, count, datatype, root, comm);
1010 }
1011
1012 void smpi_mpi_barrier(MPI_Comm comm)
1013 {
1014   smpi_coll_tuned_barrier_ompi_basic_linear(comm);
1015 }
1016
1017 void smpi_mpi_gather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1018                      void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1019 {
1020   int system_tag = COLL_TAG_GATHER;
1021   MPI_Aint lb = 0;
1022   MPI_Aint recvext = 0;
1023
1024   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1025   int size = smpi_comm_size(comm);
1026   if(rank != root) {
1027     // Send buffer to root
1028     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1029   } else {
1030     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1031     // Local copy from root
1032     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + root * recvcount * recvext,
1033                        recvcount, recvtype);
1034     // Receive buffers from senders
1035     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1036     int index = 0;
1037     for (int src = 0; src < size; src++) {
1038       if(src != root) {
1039         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + src * recvcount * recvext, recvcount, recvtype,
1040                                           src, system_tag, comm);
1041         index++;
1042       }
1043     }
1044     // Wait for completion of irecv's.
1045     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1046     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1047     for (int src = 0; src < size-1; src++) {
1048       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1049     }
1050     xbt_free(requests);
1051   }
1052 }
1053
1054 void smpi_mpi_reduce_scatter(void *sendbuf, void *recvbuf, int *recvcounts, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op,
1055                              MPI_Comm comm)
1056 {
1057   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1058
1059   /* arbitrarily choose root as rank 0 */
1060   int size = smpi_comm_size(comm);
1061   int count = 0;
1062   int *displs = xbt_new(int, size);
1063   for (int i = 0; i < size; i++) {
1064     displs[i] = count;
1065     count += recvcounts[i];
1066   }
1067   void *tmpbuf = static_cast<void*>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1068
1069   mpi_coll_reduce_fun(sendbuf, tmpbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1070   smpi_mpi_scatterv(tmpbuf, recvcounts, displs, datatype, recvbuf, recvcounts[rank], datatype, 0, comm);
1071   xbt_free(displs);
1072   smpi_free_tmp_buffer(tmpbuf);
1073 }
1074
1075 void smpi_mpi_gatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int *recvcounts, int *displs,
1076                       MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1077 {
1078   int system_tag = COLL_TAG_GATHERV;
1079   MPI_Aint lb = 0;
1080   MPI_Aint recvext = 0;
1081
1082   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1083   int size = smpi_comm_size(comm);
1084   if (rank != root) {
1085     // Send buffer to root
1086     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1087   } else {
1088     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1089     // Local copy from root
1090     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + displs[root] * recvext,
1091                        recvcounts[root], recvtype);
1092     // Receive buffers from senders
1093     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1094     int index = 0;
1095     for (int src = 0; src < size; src++) {
1096       if(src != root) {
1097         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + displs[src] * recvext,
1098                           recvcounts[src], recvtype, src, system_tag, comm);
1099         index++;
1100       }
1101     }
1102     // Wait for completion of irecv's.
1103     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1104     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1105     for (int src = 0; src < size-1; src++) {
1106       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1107     }
1108     xbt_free(requests);
1109   }
1110 }
1111
1112 void smpi_mpi_allgather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1113                         void *recvbuf,int recvcount, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1114 {
1115   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHER;
1116   MPI_Aint lb = 0;
1117   MPI_Aint recvext = 0;
1118   MPI_Request *requests;
1119
1120   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1121   int size = smpi_comm_size(comm);
1122   // FIXME: check for errors
1123   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1124   // Local copy from self
1125   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char *>(recvbuf) + rank * recvcount * recvext, recvcount,
1126                      recvtype);
1127   // Send/Recv buffers to/from others;
1128   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1129   int index = 0;
1130   for (int other = 0; other < size; other++) {
1131     if(other != rank) {
1132       requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag,comm);
1133       index++;
1134       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + other * recvcount * recvext, recvcount, recvtype,
1135                                         other, system_tag, comm);
1136       index++;
1137     }
1138   }
1139   // Wait for completion of all comms.
1140   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1141   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1142   for (int other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1143     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1144   }
1145   xbt_free(requests);
1146 }
1147
1148 void smpi_mpi_allgatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
1149                          int *recvcounts, int *displs, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1150 {
1151   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHERV;
1152   MPI_Aint lb = 0;
1153   MPI_Aint recvext = 0;
1154
1155   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1156   int size = smpi_comm_size(comm);
1157   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1158   // Local copy from self
1159   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype,
1160                      static_cast<char *>(recvbuf) + displs[rank] * recvext,recvcounts[rank], recvtype);
1161   // Send buffers to others;
1162   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1163   int index = 0;
1164   for (int other = 0; other < size; other++) {
1165     if(other != rank) {
1166       requests[index] =
1167         smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag, comm);
1168       index++;
1169       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + displs[other] * recvext, recvcounts[other],
1170                           recvtype, other, system_tag, comm);
1171       index++;
1172     }
1173   }
1174   // Wait for completion of all comms.
1175   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1176   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1177   for (int other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1178     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1179   }
1180   xbt_free(requests);
1181 }
1182
1183 void smpi_mpi_scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1184                       void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1185 {
1186   int system_tag = COLL_TAG_SCATTER;
1187   MPI_Aint lb = 0;
1188   MPI_Aint sendext = 0;
1189   MPI_Request *requests;
1190
1191   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1192   int size = smpi_comm_size(comm);
1193   if(rank != root) {
1194     // Recv buffer from root
1195     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1196   } else {
1197     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1198     // Local copy from root
1199     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1200         smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + root * sendcount * sendext,
1201                            sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1202     }
1203     // Send buffers to receivers
1204     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1205     int index = 0;
1206     for(int dst = 0; dst < size; dst++) {
1207       if(dst != root) {
1208         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + dst * sendcount * sendext, sendcount, sendtype,
1209                                           dst, system_tag, comm);
1210         index++;
1211       }
1212     }
1213     // Wait for completion of isend's.
1214     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1215     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1216     for (int dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1217       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1218     }
1219     xbt_free(requests);
1220   }
1221 }
1222
1223 void smpi_mpi_scatterv(void *sendbuf, int *sendcounts, int *displs, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int recvcount,
1224                        MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1225 {
1226   int system_tag = COLL_TAG_SCATTERV;
1227   MPI_Aint lb = 0;
1228   MPI_Aint sendext = 0;
1229
1230   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1231   int size = smpi_comm_size(comm);
1232   if(rank != root) {
1233     // Recv buffer from root
1234     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1235   } else {
1236     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1237     // Local copy from root
1238     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1239       smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[root] * sendext, sendcounts[root],
1240                        sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1241     }
1242     // Send buffers to receivers
1243     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1244     int index = 0;
1245     for (int dst = 0; dst < size; dst++) {
1246       if (dst != root) {
1247         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[dst] * sendext, sendcounts[dst],
1248                             sendtype, dst, system_tag, comm);
1249         index++;
1250       }
1251     }
1252     // Wait for completion of isend's.
1253     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1254     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1255     for (int dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1256       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1257     }
1258     xbt_free(requests);
1259   }
1260 }
1261
1262 void smpi_mpi_reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root,
1263                      MPI_Comm comm)
1264 {
1265   int system_tag = COLL_TAG_REDUCE;
1266   MPI_Aint lb = 0;
1267   MPI_Aint dataext = 0;
1268
1269   char* sendtmpbuf = static_cast<char *>(sendbuf);
1270
1271   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1272   int size = smpi_comm_size(comm);
1273   //non commutative case, use a working algo from openmpi
1274   if(!smpi_op_is_commute(op)){
1275     smpi_coll_tuned_reduce_ompi_basic_linear(sendtmpbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm);
1276     return;
1277   }
1278
1279   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1280     sendtmpbuf = static_cast<char *>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1281     smpi_datatype_copy(recvbuf, count, datatype,sendtmpbuf, count, datatype);
1282   }
1283   
1284   if(rank != root) {
1285     // Send buffer to root
1286     smpi_mpi_send(sendtmpbuf, count, datatype, root, system_tag, comm);
1287   } else {
1288     smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1289     // Local copy from root
1290     if (sendtmpbuf != nullptr && recvbuf != nullptr)
1291       smpi_datatype_copy(sendtmpbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1292     // Receive buffers from senders
1293     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1294     void **tmpbufs = xbt_new(void *, size - 1);
1295     int index = 0;
1296     for (int src = 0; src < size; src++) {
1297       if (src != root) {
1298          if (!smpi_process_get_replaying())
1299           tmpbufs[index] = xbt_malloc(count * dataext);
1300          else
1301            tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1302         requests[index] =
1303           smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, src, system_tag, comm);
1304         index++;
1305       }
1306     }
1307     // Wait for completion of irecv's.
1308     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1309     for (int src = 0; src < size - 1; src++) {
1310       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1311       XBT_DEBUG("finished waiting any request with index %d", index);
1312       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1313         break;
1314       }else{
1315         smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1316       }
1317       if(op) /* op can be MPI_OP_NULL that does nothing */
1318         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1319     }
1320       for(index = 0; index < size - 1; index++) {
1321         smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1322       }
1323     xbt_free(tmpbufs);
1324     xbt_free(requests);
1325
1326   }
1327   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1328     smpi_free_tmp_buffer(sendtmpbuf);
1329   }
1330 }
1331
1332 void smpi_mpi_allreduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1333 {
1334   smpi_mpi_reduce(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1335   smpi_mpi_bcast(recvbuf, count, datatype, 0, comm);
1336 }
1337
1338 void smpi_mpi_scan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1339 {
1340   int system_tag = -888;
1341   MPI_Aint lb = 0, dataext = 0;
1342
1343   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1344   int size = smpi_comm_size(comm);
1345
1346   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1347
1348   // Local copy from self
1349   smpi_datatype_copy(sendbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1350
1351   // Send/Recv buffers to/from others;
1352   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1353   void **tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1354   int index = 0;
1355   for (int other = 0; other < rank; other++) {
1356     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1357     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1358     index++;
1359   }
1360   for (int other = rank + 1; other < size; other++) {
1361     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1362     index++;
1363   }
1364   // Wait for completion of all comms.
1365   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1366
1367   if(smpi_op_is_commute(op)){
1368     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1369       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1370       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1371         break;
1372       }
1373       if(index < rank) {
1374         // #Request is below rank: it's a irecv
1375         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1376       }
1377     }
1378   }else{
1379     //non commutative case, wait in order
1380     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1381       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1382       if(index < rank) {
1383         smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1384       }
1385     }
1386   }
1387   for(index = 0; index < rank; index++) {
1388     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1389   }
1390   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1391     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1392   }
1393   xbt_free(tmpbufs);
1394   xbt_free(requests);
1395 }
1396
1397 void smpi_mpi_exscan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1398 {
1399   int system_tag = -888;
1400   MPI_Aint lb = 0, dataext = 0;
1401   int recvbuf_is_empty=1;
1402   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1403   int size = smpi_comm_size(comm);
1404
1405   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1406
1407   // Send/Recv buffers to/from others;
1408   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1409   void **tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1410   int index = 0;
1411   for (int other = 0; other < rank; other++) {
1412     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1413     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1414     index++;
1415   }
1416   for (int other = rank + 1; other < size; other++) {
1417     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1418     index++;
1419   }
1420   // Wait for completion of all comms.
1421   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1422   if(smpi_op_is_commute(op)){
1423     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1424       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1425       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1426         break;
1427       }
1428       if(index < rank) {
1429         if(recvbuf_is_empty){
1430           smpi_datatype_copy(tmpbufs[index], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1431           recvbuf_is_empty=0;
1432         } else
1433           // #Request is below rank: it's a irecv
1434           smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1435       }
1436     }
1437   }else{
1438     //non commutative case, wait in order
1439     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1440       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1441       if(index < rank) {
1442           if(recvbuf_is_empty){
1443             smpi_datatype_copy(tmpbufs[other], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1444             recvbuf_is_empty=0;
1445           } else
1446             smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1447       }
1448     }
1449   }
1450   for(index = 0; index < rank; index++) {
1451     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1452   }
1453   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1454     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1455   }
1456   xbt_free(tmpbufs);
1457   xbt_free(requests);
1458 }