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    {
  59      if(req->src == MPI_ANY_SOURCE)
  60         req->real_src = ref->src;
  61      if(req->tag == MPI_ANY_TAG)
  62         req->real_tag = ref->tag;
  63      if(req->real_size < ref->real_size)
  64         req->truncated = 1;
  65      if(ref->detached==1)
  66          req->detached_sender=ref; //tie the sender to the receiver, as it is detached and has to be freed in the receiver
  67      XBT_DEBUG("match succeeded");
  68      return 1;
  69    } else 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
  98                                // computed value of current!
  99         XBT_DEBUG("os : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 100       return current;
 101     }else{
 102       // If the next section is too large, the current section must be used.
 103       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 104       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 105     }
 106   }
 107   XBT_DEBUG("Searching for smpi/os: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
 108
 109   return current;
 110 }
 111
 112 static double smpi_ois(size_t size)
 113 {
 114   if (smpi_ois_values.empty()) {
 115     smpi_ois_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/ois"));
 116   }
 117   double current=smpi_ois_values.empty()?0.0:smpi_ois_values[0].values[0]+smpi_ois_values[0].values[1]*size;
 118   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
 119   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
 120   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
 121   for (auto& fact : smpi_ois_values) {
 122     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously  computed value of current!
 123         XBT_DEBUG("ois : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 124       return current;
 125     }else{
 126       // If the next section is too large, the current section must be used.
 127       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 128       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 129     }
 130   }
 131   XBT_DEBUG("Searching for smpi/ois: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
 132
 133   return current;
 134 }
 135
 136 static double smpi_or(size_t size)
 137 {
 138   if (smpi_or_values.empty()) {
 139     smpi_or_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/or"));
 140   }
 141
 142   double current=smpi_or_values.empty()?0.0:smpi_or_values.front().values[0]+smpi_or_values.front().values[1]*size;
 143
 144   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
 145   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
 146   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
 147   for (auto fact : smpi_or_values) {
 148     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously computed value of current!
 149         XBT_DEBUG("or : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 150       return current;
 151     } else {
 152       // If the next section is too large, the current section must be used.
 153       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 154       current=fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 155     }
 156   }
 157   XBT_DEBUG("smpi_or: %zu is larger than largest boundary, return %.10f", size, current);
 158
 159   return current;
 160 }
 161
 162 void smpi_mpi_init() {
 163   if(smpi_init_sleep > 0)
 164     simcall_process_sleep(smpi_init_sleep);
 165 }
 166
 167 double smpi_mpi_wtime(){
 168   double time;
 169   if (smpi_process_initialized() != 0 && smpi_process_finalized() == 0 && smpi_process_get_sampling() == 0) {
 170     smpi_bench_end();
 171     time = SIMIX_get_clock();
 172     // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
 173     //     while (MPI_Wtime(...) < time_limit) {
 174     //       ....
 175     //     }
 176     // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Wtime
 177     // are made -> deadlock (MPI_Wtime never reaches the time limit)
 178     if(smpi_wtime_sleep > 0)
 179       simcall_process_sleep(smpi_wtime_sleep);
 180     smpi_bench_begin();
 181   } else {
 182     time = SIMIX_get_clock();
 183   }
 184   return time;
 185 }
 186
 187 static MPI_Request build_request(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 188                                  unsigned flags)
 189 {
 190   MPI_Request request = nullptr;
 191
 192   void *old_buf = nullptr;
 193
 194   request = xbt_new(s_smpi_mpi_request_t, 1);
 195
 196   s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
 197
 198   if((((flags & RECV) != 0) && ((flags & ACCUMULATE) !=0)) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
 199     // This part handles the problem of non-contiguous memory
 200     old_buf = buf;
 201     buf = count==0 ? nullptr : xbt_malloc(count*smpi_datatype_size(datatype));
 202     if ((datatype->sizeof_substruct != 0) && ((flags & SEND) != 0)) {
 203       subtype->serialize(old_buf, buf, count, datatype->substruct);
 204     }
 205   }
 206
 207   request->buf      = buf;
 208   // This part handles the problem of non-contiguous memory (for the unserialisation at the reception)
 209   request->old_buf  = old_buf;
 210   request->old_type = datatype;
 211
 212   request->size = smpi_datatype_size(datatype) * count;
 213   smpi_datatype_use(datatype);
 214   request->src  = src;
 215   request->dst  = dst;
 216   request->tag  = tag;
 217   request->comm = comm;
 218   smpi_comm_use(request->comm);
 219   request->action          = nullptr;
 220   request->flags           = flags;
 221   request->detached        = 0;
 222   request->detached_sender = nullptr;
 223   request->real_src        = 0;
 224   request->truncated       = 0;
 225   request->real_size       = 0;
 226   request->real_tag        = 0;
 227   if (flags & PERSISTENT)
 228     request->refcount = 1;
 229   else
 230     request->refcount = 0;
 231   request->op   = MPI_REPLACE;
 232   request->send = 0;
 233   request->recv = 0;
 234
 235   return request;
 236 }
 237
 238 void smpi_empty_status(MPI_Status * status)
 239 {
 240   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 241     status->MPI_SOURCE = MPI_ANY_SOURCE;
 242     status->MPI_TAG = MPI_ANY_TAG;
 243     status->MPI_ERROR = MPI_SUCCESS;
 244     status->count=0;
 245   }
 246 }
 247
 248 static void smpi_mpi_request_free_voidp(void* request)
 249 {
 250   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(request);
 251   smpi_mpi_request_free(&req);
 252 }
 253
 254 /* MPI Low level calls */
 255 MPI_Request smpi_mpi_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype,
 256                                int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 257 {
 258   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 259   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 260                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SEND | PREPARED);
 261   return request;
 262 }
 263
 264 MPI_Request smpi_mpi_ssend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype,
 265                                int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 266 {
 267   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 268   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 269                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SSEND | SEND | PREPARED);
 270   return request;
 271 }
 272
 273 MPI_Request smpi_mpi_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype,
 274                                int src, int tag, MPI_Comm comm)
 275 {
 276   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 277   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,
 278                           src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE : smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src),
 279                           smpi_process_index(), tag, comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 280   return request;
 281 }
 282
 283 void smpi_mpi_start(MPI_Request request)
 284 {
 285   smx_mailbox_t mailbox;
 286
 287   xbt_assert(request->action == nullptr, "Cannot (re-)start unfinished communication");
 288   request->flags &= ~PREPARED;
 289   request->flags &= ~FINISHED;
 290   request->refcount++;
 291
 292   if ((request->flags & RECV) != 0) {
 293     print_request("New recv", request);
 294
 295     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
 296
 297     xbt_mutex_t mut = smpi_process_mailboxes_mutex();
 298     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
 299       xbt_mutex_acquire(mut);
 300
 301     if (async_small_thresh == 0 && (request->flags & RMA) == 0 ) {
 302       mailbox = smpi_process_mailbox();
 303     }
 304     else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) {
 305       //We have to check both mailboxes (because SSEND messages are sent to the large mbox).
 306       //begin with the more appropriate one : the small one.
 307       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 308       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted in the small mailbox %p (in case of SSEND)?", mailbox);
 309       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
 310
 311       if (action == nullptr) {
 312         mailbox = smpi_process_mailbox();
 313         XBT_DEBUG("No, nothing in the small mailbox test the other one : %p", mailbox);
 314         action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
 315         if (action == nullptr) {
 316           XBT_DEBUG("Still nothing, switch back to the small mailbox : %p", mailbox);
 317           mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 318         }
 319       }
 320       else {
 321         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the large mailbox");
 322       }
 323     }
 324     else {
 325       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 326       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted the small mailbox?");
 327       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, (void*)request);
 328
 329       if (action == nullptr) {
 330         XBT_DEBUG("No, nothing in the permanent receive mailbox");
 331         mailbox = smpi_process_mailbox();
 332       }
 333       else {
 334         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the small mailbox");
 335       }
 336     }
 337
 338     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
 339     request->real_size=request->size;
 340     request->action = simcall_comm_irecv(SIMIX_process_self(), mailbox, request->buf, &request->real_size, &match_recv,
 341                                          ! smpi_process_get_replaying()? &smpi_comm_copy_buffer_callback
 342                                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request, -1.0);
 343         XBT_DEBUG("recv simcall posted");
 344
 345     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0 )
 346       xbt_mutex_release(mut);
 347   }
 348   else { /* the RECV flag was not set, so this is a send */
 349     int receiver = request->dst;
 350
 351     int rank = request->src;
 352     if (TRACE_smpi_view_internals()) {
 353       TRACE_smpi_send(rank, rank, receiver,request->size);
 354     }
 355     print_request("New send", request);
 356
 357     void* buf = request->buf;
 358     if ( (request->flags & SSEND) == 0
 359         && ( (request->flags & RMA) != 0 || static_cast<int>(request->size) < xbt_cfg_get_int("smpi/send-is-detached-thresh") ) ) {
 360       void *oldbuf = nullptr;
 361       request->detached = 1;
 362       XBT_DEBUG("Send request %p is detached", request);
 363       request->refcount++;
 364       if(request->old_type->sizeof_substruct == 0){
 365         oldbuf = request->buf;
 366         if (!smpi_process_get_replaying() && oldbuf != nullptr && request->size!=0){
 367           if((smpi_privatize_global_variables != 0)
 368             && (static_cast<char*>(request->buf) >= smpi_start_data_exe)
 369             && (static_cast<char*>(request->buf) < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
 370             XBT_DEBUG("Privatization : We are sending from a zone inside global memory. Switch data segment ");
 371             smpi_switch_data_segment(request->src);
 372           }
 373           buf = xbt_malloc(request->size);
 374           memcpy(buf,oldbuf,request->size);
 375           XBT_DEBUG("buf %p copied into %p",oldbuf,buf);
 376         }
 377       }
 378     }
 379
 380     //if we are giving back the control to the user without waiting for completion, we have to inject timings
 381     double sleeptime = 0.0;
 382     if(request->detached != 0 || ((request->flags & (ISEND|SSEND)) != 0)){// issend should be treated as isend
 383       //isend and send timings may be different
 384       sleeptime = ((request->flags & ISEND) != 0) ? smpi_ois(request->size) : smpi_os(request->size);
 385     }
 386
 387     if(sleeptime > 0.0){
 388         simcall_process_sleep(sleeptime);
 389         XBT_DEBUG("sending size of %zu : sleep %f ", request->size, sleeptime);
 390     }
 391
 392     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
 393
 394     xbt_mutex_t mut=smpi_process_remote_mailboxes_mutex(receiver);
 395
 396     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
 397       xbt_mutex_acquire(mut);
 398
 399     if (!(async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) !=0)) {
 400       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 401     }
 402     else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) { // eager mode
 403       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 404       XBT_DEBUG("Is there a corresponding recv already posted in the large mailbox %p?", mailbox);
 405       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send, static_cast<void*>(request));
 406       if (action == nullptr) {
 407         if ((request->flags & SSEND) == 0){
 408           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
 409           XBT_DEBUG("No, nothing in the large mailbox, message is to be sent on the small one %p", mailbox);
 410         }
 411         else {
 412           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
 413           XBT_DEBUG("SSEND : Is there a corresponding recv already posted in the small mailbox %p?", mailbox);
 414           action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send, static_cast<void*>(request));
 415           if (action == nullptr) {
 416             XBT_DEBUG("No, we are first, send to large mailbox");
 417             mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 418           }
 419         }
 420       }
 421       else {
 422         XBT_DEBUG("Yes there was something for us in the large mailbox");
 423       }
 424     }
 425     else {
 426       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 427       XBT_DEBUG("Send request %p is in the large mailbox %p (buf: %p)",mailbox, request,request->buf);
 428     }
 429
 430     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
 431     request->real_size=request->size;
 432     request->action = simcall_comm_isend(SIMIX_process_from_PID(request->src+1), mailbox, request->size, -1.0,
 433                                          buf, request->real_size, &match_send,
 434                          &xbt_free_f, // how to free the userdata if a detached send fails
 435                          !smpi_process_get_replaying() ? &smpi_comm_copy_buffer_callback
 436                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request,
 437                          // detach if msg size < eager/rdv switch limit
 438                          request->detached);
 439     XBT_DEBUG("send simcall posted");
 440
 441     /* FIXME: detached sends are not traceable (request->action == nullptr) */
 442     if (request->action != nullptr)
 443       simcall_set_category(request->action, TRACE_internal_smpi_get_category());
 444
 445     if (async_small_thresh != 0 || ((request->flags & RMA)!=0))
 446       xbt_mutex_release(mut);
 447   }
 448 }
 449
 450 void smpi_mpi_startall(int count, MPI_Request * requests)
 451 {
 452   if(requests== nullptr)
 453     return;
 454
 455   for(int i = 0; i < count; i++) {
 456     smpi_mpi_start(requests[i]);
 457   }
 458 }
 459
 460 void smpi_mpi_request_free(MPI_Request * request)
 461 {
 462   if((*request) != MPI_REQUEST_NULL){
 463     (*request)->refcount--;
 464     if((*request)->refcount<0) xbt_die("wrong refcount");
 465
 466     if((*request)->refcount==0){
 467         smpi_datatype_unuse((*request)->old_type);
 468         smpi_comm_unuse((*request)->comm);
 469         print_request("Destroying", (*request));
 470         xbt_free(*request);
 471         *request = MPI_REQUEST_NULL;
 472     }else{
 473         print_request("Decrementing", (*request));
 474     }
 475   }else{
 476       xbt_die("freeing an already free request");
 477   }
 478 }
 479
 480 MPI_Request smpi_rma_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 481                                MPI_Op op)
 482 {
 483   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 484   if(op==MPI_OP_NULL){
 485     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, src, dst, tag,
 486                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
 487   }else{
 488     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 489                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED | ACCUMULATE);
 490     request->op = op;
 491   }
 492   return request;
 493 }
 494
 495 MPI_Request smpi_rma_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 496                                MPI_Op op)
 497 {
 498   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 499   if(op==MPI_OP_NULL){
 500     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 501                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 502   }else{
 503     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 504                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED | ACCUMULATE);
 505     request->op = op;
 506   }
 507   return request;
 508 }
 509
 510 MPI_Request smpi_isend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 511 {
 512   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 513   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, smpi_process_index(),
 514                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
 515   return request;
 516 }
 517
 518 MPI_Request smpi_mpi_isend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 519 {
 520   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 521   request =  build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 522                            smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SEND);
 523   smpi_mpi_start(request);
 524   return request;
 525 }
 526
 527 MPI_Request smpi_mpi_issend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 528 {
 529   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 530   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 531                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SSEND | SEND);
 532   smpi_mpi_start(request);
 533   return request;
 534 }
 535
 536 MPI_Request smpi_irecv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
 537 {
 538   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 539   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 540                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag,
 541                           comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 542   return request;
 543 }
 544
 545 MPI_Request smpi_mpi_irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
 546 {
 547   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 548   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 549                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag, comm,
 550                           NON_PERSISTENT | RECV);
 551   smpi_mpi_start(request);
 552   return request;
 553 }
 554
 555 void smpi_mpi_recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
 556 {
 557   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 558   request = smpi_mpi_irecv(buf, count, datatype, src, tag, comm);
 559   smpi_mpi_wait(&request, status);
 560   request = nullptr;
 561 }
 562
 563 void smpi_mpi_send(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 564 {
 565   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 566   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 567                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SEND);
 568
 569   smpi_mpi_start(request);
 570   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 571   request = nullptr;
 572 }
 573
 574 void smpi_mpi_ssend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 575 {
 576   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 577   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 578                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SSEND | SEND);
 579
 580   smpi_mpi_start(request);
 581   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 582   request = nullptr;
 583 }
 584
 585 void smpi_mpi_sendrecv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,int dst, int sendtag,
 586                        void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int src, int recvtag,
 587                        MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
 588 {
 589   MPI_Request requests[2];
 590   MPI_Status stats[2];
 591   int myid=smpi_process_index();
 592   if ((smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst) == myid) && (smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src) == myid)){
 593       smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
 594       return;
 595   }
 596   requests[0] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, dst, sendtag, comm);
 597   requests[1] = smpi_irecv_init(recvbuf, recvcount, recvtype, src, recvtag, comm);
 598   smpi_mpi_startall(2, requests);
 599   smpi_mpi_waitall(2, requests, stats);
 600   smpi_mpi_request_free(&requests[0]);
 601   smpi_mpi_request_free(&requests[1]);
 602   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 603     // Copy receive status
 604     *status = stats[1];
 605   }
 606 }
 607
 608 int smpi_mpi_get_count(MPI_Status * status, MPI_Datatype datatype)
 609 {
 610   return status->count / smpi_datatype_size(datatype);
 611 }
 612
 613 static void finish_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
 614 {
 615   MPI_Request req = *request;
 616   smpi_empty_status(status);
 617
 618   if(!((req->detached != 0) && ((req->flags & SEND) != 0)) && ((req->flags & PREPARED) == 0)){
 619     if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 620       int src = req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src;
 621       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(req->comm), src);
 622       status->MPI_TAG = req->tag == MPI_ANY_TAG ? req->real_tag : req->tag;
 623       status->MPI_ERROR = req->truncated != 0 ? MPI_ERR_TRUNCATE : MPI_SUCCESS;
 624       // this handles the case were size in receive differs from size in send
 625       status->count = req->real_size;
 626     }
 627
 628     print_request("Finishing", req);
 629     MPI_Datatype datatype = req->old_type;
 630
 631     if(((req->flags & ACCUMULATE) != 0) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
 632       if (!smpi_process_get_replaying()){
 633         if( smpi_privatize_global_variables != 0 && (static_cast<char*>(req->old_buf) >= smpi_start_data_exe)
 634             && ((char*)req->old_buf < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
 635             XBT_VERB("Privatization : We are unserializing to a zone in global memory - Switch data segment ");
 636             smpi_switch_data_segment(smpi_process_index());
 637         }
 638       }
 639
 640       if(datatype->sizeof_substruct != 0){
 641         // This part handles the problem of non-contignous memory the unserialization at the reception
 642         s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
 643         if(req->flags & RECV)
 644           subtype->unserialize(req->buf, req->old_buf, req->real_size/smpi_datatype_size(datatype) ,
 645                                datatype->substruct, req->op);
 646         xbt_free(req->buf);
 647       }else if(req->flags & RECV){//apply op on contiguous buffer for accumulate
 648           int n =req->real_size/smpi_datatype_size(datatype);
 649           smpi_op_apply(req->op, req->buf, req->old_buf, &n, &datatype);
 650           xbt_free(req->buf);
 651       }
 652     }
 653   }
 654
 655   if (TRACE_smpi_view_internals() && ((req->flags & RECV) != 0)){
 656     int rank = smpi_process_index();
 657     int src_traced = (req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src);
 658     TRACE_smpi_recv(rank, src_traced, rank);
 659   }
 660
 661   if(req->detached_sender != nullptr){
 662
 663     //integrate pseudo-timing for buffering of small messages, do not bother to execute the simcall if 0
 664     double sleeptime = smpi_or(req->real_size);
 665     if(sleeptime > 0.0){
 666         simcall_process_sleep(sleeptime);
 667         XBT_DEBUG("receiving size of %zu : sleep %f ", req->real_size, sleeptime);
 668     }
 669     smpi_mpi_request_free(&(req->detached_sender));
 670   }
 671   if(req->flags & PERSISTENT)
 672     req->action = nullptr;
 673   req->flags |= FINISHED;
 674
 675   smpi_mpi_request_free(request);
 676 }
 677
 678 int smpi_mpi_test(MPI_Request * request, MPI_Status * status) {
 679   //assume that request is not MPI_REQUEST_NULL (filtered in PMPI_Test or smpi_mpi_testall before)
 680
 681   // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
 682   //     while (MPI_Test(request, flag, status) && flag) {
 683   //     }
 684   // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Test are made -> deadlock
 685   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed test will increase it
 686   static int nsleeps = 1;
 687   if(smpi_test_sleep > 0)
 688     simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
 689
 690   smpi_empty_status(status);
 691   int flag = 1;
 692   if (((*request)->flags & PREPARED) == 0) {
 693     if ((*request)->action != nullptr)
 694       flag = simcall_comm_test((*request)->action);
 695     if (flag) {
 696       finish_wait(request, status);
 697       nsleeps=1;//reset the number of sleeps we will do next time
 698       if (*request != MPI_REQUEST_NULL && ((*request)->flags & PERSISTENT)==0)
 699       *request = MPI_REQUEST_NULL;
 700     }else{
 701       nsleeps++;
 702     }
 703   }
 704   return flag;
 705 }
 706
 707 int smpi_mpi_testany(int count, MPI_Request requests[], int *index, MPI_Status * status)
 708 {
 709   std::vector<simgrid::kernel::activity::ActivityImpl*> comms;
 710   comms.reserve(count);
 711
 712   int i;
 713   int flag = 0;
 714
 715   *index = MPI_UNDEFINED;
 716
 717   std::vector<int> map; /** Maps all matching comms back to their location in requests **/
 718   for(i = 0; i < count; i++) {
 719     if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->action && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
 720        comms.push_back(requests[i]->action);
 721        map.push_back(i);
 722     }
 723   }
 724   if(!map.empty()) {
 725     //multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed testany will increase it
 726     static int nsleeps = 1;
 727     if(smpi_test_sleep > 0)
 728       simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
 729
 730     i = simcall_comm_testany(comms.data(), comms.size()); // The i-th element in comms matches!
 731     if (i != -1) { // -1 is not MPI_UNDEFINED but a SIMIX return code. (nothing matches)
 732       *index = map[i];
 733       finish_wait(&requests[*index], status);
 734       flag             = 1;
 735       nsleeps          = 1;
 736       if (requests[*index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[*index]->flags & NON_PERSISTENT)) {
 737         requests[*index] = MPI_REQUEST_NULL;
 738       }
 739     } else {
 740       nsleeps++;
 741     }
 742   } else {
 743       //all requests are null or inactive, return true
 744       flag = 1;
 745       smpi_empty_status(status);
 746   }
 747
 748   return flag;
 749 }
 750
 751 int smpi_mpi_testall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
 752 {
 753   MPI_Status stat;
 754   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 755   int flag=1;
 756   for(int i=0; i<count; i++){
 757     if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
 758       if (smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)!=1){
 759         flag=0;
 760       }else{
 761           requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
 762       }
 763     }else{
 764       smpi_empty_status(pstat);
 765     }
 766     if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 767       status[i] = *pstat;
 768     }
 769   }
 770   return flag;
 771 }
 772
 773 void smpi_mpi_probe(int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status* status){
 774   int flag=0;
 775   //FIXME find another way to avoid busy waiting ?
 776   // the issue here is that we have to wait on a nonexistent comm
 777   while(flag==0){
 778     smpi_mpi_iprobe(source, tag, comm, &flag, status);
 779     XBT_DEBUG("Busy Waiting on probing : %d", flag);
 780   }
 781 }
 782
 783 void smpi_mpi_iprobe(int source, int tag, MPI_Comm comm, int* flag, MPI_Status* status){
 784
 785   MPI_Request request = build_request(nullptr, 0, MPI_CHAR, source == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 786                  smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), source), smpi_comm_rank(comm), tag, comm, PERSISTENT | RECV);
 787
 788   // to avoid deadlock, we have to sleep some time here, or the timer won't advance and we will only do iprobe simcalls
 789   // (especially when used as a break condition, such as while(MPI_Iprobe(...)) ... )
 790   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed iprobe will increase it
 791   static int nsleeps = 1;
 792   if(smpi_iprobe_sleep > 0)
 793     simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_iprobe_sleep);
 794   // behave like a receive, but don't do it
 795   smx_mailbox_t mailbox;
 796
 797   print_request("New iprobe", request);
 798   // We have to test both mailboxes as we don't know if we will receive one one or another
 799   if (xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh") > 0){
 800       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 801       XBT_DEBUG("Trying to probe the perm recv mailbox");
 802       request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src, request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
 803   }
 804
 805   if (request->action == nullptr){
 806     mailbox = smpi_process_mailbox();
 807     XBT_DEBUG("trying to probe the other mailbox");
 808     request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
 809   }
 810
 811   if (request->action != nullptr){
 812     simgrid::kernel::activity::Comm *sync_comm = static_cast<simgrid::kernel::activity::Comm*>(request->action);
 813     MPI_Request req                            = static_cast<MPI_Request>(sync_comm->src_data);
 814     *flag = 1;
 815     if(status != MPI_STATUS_IGNORE && (req->flags & PREPARED) == 0) {
 816       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(comm), req->src);
 817       status->MPI_TAG    = req->tag;
 818       status->MPI_ERROR  = MPI_SUCCESS;
 819       status->count      = req->real_size;
 820     }
 821     nsleeps = 1;//reset the number of sleeps we will do next time
 822   }
 823   else {
 824     *flag = 0;
 825     nsleeps++;
 826   }
 827   smpi_mpi_request_free(&request);
 828
 829   return;
 830 }
 831
 832 void smpi_mpi_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
 833 {
 834   print_request("Waiting", *request);
 835   if ((*request)->flags & PREPARED) {
 836     smpi_empty_status(status);
 837     return;
 838   }
 839
 840   if ((*request)->action != nullptr)
 841     // this is not a detached send
 842     simcall_comm_wait((*request)->action, -1.0);
 843
 844   finish_wait(request, status);
 845   if (*request != MPI_REQUEST_NULL && (((*request)->flags & NON_PERSISTENT)!=0))
 846       *request = MPI_REQUEST_NULL;
 847 }
 848
 849 int smpi_mpi_waitany(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status * status)
 850 {
 851   xbt_dynar_t comms;
 852   int i;
 853   int size = 0;
 854   int index = MPI_UNDEFINED;
 855   int *map;
 856
 857   if(count > 0) {
 858     // Wait for a request to complete
 859     comms = xbt_dynar_new(sizeof(smx_activity_t), nullptr);
 860     map = xbt_new(int, count);
 861     XBT_DEBUG("Wait for one of %d", count);
 862     for(i = 0; i < count; i++) {
 863       if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED) && !(requests[i]->flags & FINISHED)) {
 864         if (requests[i]->action != nullptr) {
 865           XBT_DEBUG("Waiting any %p ", requests[i]);
 866           xbt_dynar_push(comms, &requests[i]->action);
 867           map[size] = i;
 868           size++;
 869         }else{
 870          //This is a finished detached request, let's return this one
 871          size=0;//so we free the dynar but don't do the waitany call
 872          index=i;
 873          finish_wait(&requests[i], status);//cleanup if refcount = 0
 874          if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
 875          requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;//set to null
 876          break;
 877          }
 878       }
 879     }
 880     if(size > 0) {
 881       i = simcall_comm_waitany(comms, -1);
 882
 883       // not MPI_UNDEFINED, as this is a simix return code
 884       if (i != -1) {
 885         index = map[i];
 886         finish_wait(&requests[index], status);
 887         if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
 888         requests[index] = MPI_REQUEST_NULL;
 889       }
 890     }
 891     xbt_free(map);
 892     xbt_dynar_free(&comms);
 893   }
 894
 895   if (index==MPI_UNDEFINED)
 896     smpi_empty_status(status);
 897
 898   return index;
 899 }
 900
 901 int smpi_mpi_waitall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
 902 {
 903   int  index, c;
 904   MPI_Status stat;
 905   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 906   int retvalue = MPI_SUCCESS;
 907   //tag invalid requests in the set
 908   if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 909     for (c = 0; c < count; c++) {
 910       if (requests[c] == MPI_REQUEST_NULL || requests[c]->dst == MPI_PROC_NULL || (requests[c]->flags & PREPARED)) {
 911         smpi_empty_status(&status[c]);
 912       } else if (requests[c]->src == MPI_PROC_NULL) {
 913         smpi_empty_status(&status[c]);
 914         status[c].MPI_SOURCE = MPI_PROC_NULL;
 915       }
 916     }
 917   }
 918   for(c = 0; c < count; c++) {
 919
 920     if (MC_is_active() || MC_record_replay_is_active()) {
 921       smpi_mpi_wait(&requests[c], pstat);
 922       index = c;
 923     } else {
 924       index = smpi_mpi_waitany(count, requests, pstat);
 925       if (index == MPI_UNDEFINED)
 926         break;
 927       if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
 928       requests[index]=MPI_REQUEST_NULL;
 929     }
 930     if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 931       status[index] = *pstat;
 932       if (status[index].MPI_ERROR == MPI_ERR_TRUNCATE)
 933         retvalue = MPI_ERR_IN_STATUS;
 934     }
 935   }
 936
 937   return retvalue;
 938 }
 939
 940 int smpi_mpi_waitsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
 941 {
 942   int i;
 943   int count = 0;
 944   int index;
 945   MPI_Status stat;
 946   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 947
 948   for(i = 0; i < incount; i++)
 949   {
 950     index=smpi_mpi_waitany(incount, requests, pstat);
 951     if(index!=MPI_UNDEFINED){
 952       indices[count] = index;
 953       count++;
 954       if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 955         status[index] = *pstat;
 956       }
 957      if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
 958      requests[index]=MPI_REQUEST_NULL;
 959     }else{
 960       return MPI_UNDEFINED;
 961     }
 962   }
 963   return count;
 964 }
 965
 966 int smpi_mpi_testsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
 967 {
 968   int i;
 969   int count = 0;
 970   int count_dead = 0;
 971   MPI_Status stat;
 972   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 973
 974   for(i = 0; i < incount; i++) {
 975     if((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL)) {
 976       if(smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)) {
 977          indices[i] = 1;
 978          count++;
 979          if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 980            status[i] = *pstat;
 981          }
 982          if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->flags & NON_PERSISTENT)
 983          requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
 984       }
 985     }else{
 986       count_dead++;
 987     }
 988   }
 989   if(count_dead==incount)
 990     return MPI_UNDEFINED;
 991   else return count;
 992 }
 993
 994 void smpi_mpi_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm)
 995 {
 996     smpi_coll_tuned_bcast_binomial_tree(buf, count, datatype, root, comm);
 997 }
 998
 999 void smpi_mpi_barrier(MPI_Comm comm)
1000 {
1001     smpi_coll_tuned_barrier_ompi_basic_linear(comm);
1002 }
1003
1004 void smpi_mpi_gather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1005                      void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1006 {
1007   int system_tag = COLL_TAG_GATHER;
1008   int rank, size, src, index;
1009   MPI_Aint lb = 0, recvext = 0;
1010   MPI_Request *requests;
1011
1012   rank = smpi_comm_rank(comm);
1013   size = smpi_comm_size(comm);
1014   if(rank != root) {
1015     // Send buffer to root
1016     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1017   } else {
1018     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1019     // Local copy from root
1020     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + root * recvcount * recvext, recvcount, recvtype);
1021     // Receive buffers from senders
1022     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1023     index = 0;
1024     for(src = 0; src < size; src++) {
1025       if(src != root) {
1026         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + src * recvcount * recvext, recvcount, recvtype,
1027                                           src, system_tag, comm);
1028         index++;
1029       }
1030     }
1031     // Wait for completion of irecv's.
1032     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1033     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1034     for(src = 0; src < size-1; src++) {
1035       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1036     }
1037     xbt_free(requests);
1038   }
1039 }
1040
1041 void smpi_mpi_reduce_scatter(void *sendbuf, void *recvbuf, int *recvcounts, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op,
1042                              MPI_Comm comm)
1043 {
1044     int i, size, count;
1045     int *displs;
1046     int rank = smpi_comm_rank(comm);
1047     void *tmpbuf;
1048
1049     /* arbitrarily choose root as rank 0 */
1050     size = smpi_comm_size(comm);
1051     count = 0;
1052     displs = xbt_new(int, size);
1053     for (i = 0; i < size; i++) {
1054       displs[i] = count;
1055       count += recvcounts[i];
1056     }
1057     tmpbuf=static_cast<void*>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1058
1059     mpi_coll_reduce_fun(sendbuf, tmpbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1060     smpi_mpi_scatterv(tmpbuf, recvcounts, displs, datatype, recvbuf, recvcounts[rank], datatype, 0, comm);
1061     xbt_free(displs);
1062     smpi_free_tmp_buffer(tmpbuf);
1063 }
1064
1065 void smpi_mpi_gatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int *recvcounts, int *displs,
1066                       MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1067 {
1068   int system_tag = COLL_TAG_GATHERV;
1069   int rank, size, src, index;
1070   MPI_Aint lb = 0, recvext = 0;
1071   MPI_Request *requests;
1072
1073   rank = smpi_comm_rank(comm);
1074   size = smpi_comm_size(comm);
1075   if(rank != root) {
1076     // Send buffer to root
1077     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1078   } else {
1079     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1080     // Local copy from root
1081     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + displs[root] * recvext,
1082                        recvcounts[root], recvtype);
1083     // Receive buffers from senders
1084     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1085     index = 0;
1086     for(src = 0; src < size; src++) {
1087       if(src != root) {
1088         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + displs[src] * recvext,
1089                           recvcounts[src], recvtype, src, system_tag, comm);
1090         index++;
1091       }
1092     }
1093     // Wait for completion of irecv's.
1094     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1095     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1096     for(src = 0; src < size-1; src++) {
1097       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1098     }
1099     xbt_free(requests);
1100   }
1101 }
1102
1103 void smpi_mpi_allgather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1104                         void *recvbuf,int recvcount, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1105 {
1106   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHER;
1107   int rank, size, other, index;
1108   MPI_Aint lb = 0, recvext = 0;
1109   MPI_Request *requests;
1110
1111   rank = smpi_comm_rank(comm);
1112   size = smpi_comm_size(comm);
1113   // FIXME: check for errors
1114   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1115   // Local copy from self
1116   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char *>(recvbuf) + rank * recvcount * recvext, recvcount, recvtype);
1117   // Send/Recv buffers to/from others;
1118   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1119   index = 0;
1120   for(other = 0; other < size; other++) {
1121     if(other != rank) {
1122       requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag,comm);
1123       index++;
1124       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + other * recvcount * recvext, recvcount, recvtype, other,
1125                                         system_tag, comm);
1126       index++;
1127     }
1128   }
1129   // Wait for completion of all comms.
1130   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1131   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1132   for(other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1133     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1134   }
1135   xbt_free(requests);
1136 }
1137
1138 void smpi_mpi_allgatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
1139                          int *recvcounts, int *displs, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1140 {
1141   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHERV;
1142   int rank, size, other, index;
1143   MPI_Aint lb = 0, recvext = 0;
1144   MPI_Request *requests;
1145
1146   rank = smpi_comm_rank(comm);
1147   size = smpi_comm_size(comm);
1148   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1149   // Local copy from self
1150   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char *>(recvbuf) + displs[rank] * recvext,recvcounts[rank], recvtype);
1151   // Send buffers to others;
1152   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1153   index = 0;
1154   for(other = 0; other < size; other++) {
1155     if(other != rank) {
1156       requests[index] =
1157         smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag, comm);
1158       index++;
1159       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + displs[other] * recvext, recvcounts[other],
1160                           recvtype, other, system_tag, comm);
1161       index++;
1162     }
1163   }
1164   // Wait for completion of all comms.
1165   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1166   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1167   for(other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1168     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1169   }
1170   xbt_free(requests);
1171 }
1172
1173 void smpi_mpi_scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1174                       void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1175 {
1176   int system_tag = COLL_TAG_SCATTER;
1177   int dst;
1178   MPI_Aint lb = 0;
1179   MPI_Aint sendext = 0;
1180   MPI_Request *requests;
1181
1182   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1183   int size = smpi_comm_size(comm);
1184   if(rank != root) {
1185     // Recv buffer from root
1186     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1187   } else {
1188     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1189     // Local copy from root
1190     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1191         smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + root * sendcount * sendext,
1192                            sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1193     }
1194     // Send buffers to receivers
1195     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1196     int index = 0;
1197     for(dst = 0; dst < size; dst++) {
1198       if(dst != root) {
1199         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + dst * sendcount * sendext, sendcount, sendtype, dst,
1200                                           system_tag, comm);
1201         index++;
1202       }
1203     }
1204     // Wait for completion of isend's.
1205     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1206     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1207     for(dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1208       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1209     }
1210     xbt_free(requests);
1211   }
1212 }
1213
1214 void smpi_mpi_scatterv(void *sendbuf, int *sendcounts, int *displs, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int recvcount,
1215                        MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1216 {
1217   int system_tag = COLL_TAG_SCATTERV;
1218   int dst;
1219   MPI_Aint lb = 0;
1220   MPI_Aint sendext = 0;
1221   MPI_Request *requests;
1222
1223   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1224   int size = smpi_comm_size(comm);
1225   if(rank != root) {
1226     // Recv buffer from root
1227     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1228   } else {
1229     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1230     // Local copy from root
1231     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1232       smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[root] * sendext, sendcounts[root],
1233                        sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1234     }
1235     // Send buffers to receivers
1236     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1237     int index = 0;
1238     for(dst = 0; dst < size; dst++) {
1239       if(dst != root) {
1240         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[dst] * sendext, sendcounts[dst],
1241                             sendtype, dst, system_tag, comm);
1242         index++;
1243       }
1244     }
1245     // Wait for completion of isend's.
1246     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1247     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1248     for(dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1249       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1250     }
1251     xbt_free(requests);
1252   }
1253 }
1254
1255 void smpi_mpi_reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root,
1256                      MPI_Comm comm)
1257 {
1258   int system_tag = COLL_TAG_REDUCE;
1259   int src, index;
1260   MPI_Aint lb = 0;
1261   MPI_Aint dataext = 0;
1262   MPI_Request *requests;
1263   void **tmpbufs;
1264
1265   char* sendtmpbuf = static_cast<char *>(sendbuf);
1266
1267   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1268   int size = smpi_comm_size(comm);
1269   //non commutative case, use a working algo from openmpi
1270   if(!smpi_op_is_commute(op)){
1271     smpi_coll_tuned_reduce_ompi_basic_linear(sendtmpbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm);
1272     return;
1273   }
1274
1275   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1276     sendtmpbuf = static_cast<char *>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1277     smpi_datatype_copy(recvbuf, count, datatype,sendtmpbuf, count, datatype);
1278   }
1279
1280   if(rank != root) {
1281     // Send buffer to root
1282     smpi_mpi_send(sendtmpbuf, count, datatype, root, system_tag, comm);
1283   } else {
1284     smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1285     // Local copy from root
1286     if (sendtmpbuf != nullptr && recvbuf != nullptr)
1287       smpi_datatype_copy(sendtmpbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1288     // Receive buffers from senders
1289     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1290     tmpbufs = xbt_new(void *, size - 1);
1291     index = 0;
1292     for(src = 0; src < size; src++) {
1293       if(src != root) {
1294          if (!smpi_process_get_replaying())
1295           tmpbufs[index] = xbt_malloc(count * dataext);
1296          else
1297            tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1298         requests[index] =
1299           smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, src, system_tag, comm);
1300         index++;
1301       }
1302     }
1303     // Wait for completion of irecv's.
1304     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1305     for(src = 0; src < size - 1; src++) {
1306       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1307       XBT_DEBUG("finished waiting any request with index %d", index);
1308       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1309         break;
1310       }else{
1311         smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1312       }
1313       if(op) /* op can be MPI_OP_NULL that does nothing */
1314         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1315     }
1316       for(index = 0; index < size - 1; index++) {
1317         smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1318       }
1319     xbt_free(tmpbufs);
1320     xbt_free(requests);
1321
1322   }
1323   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1324     smpi_free_tmp_buffer(sendtmpbuf);
1325   }
1326 }
1327
1328 void smpi_mpi_allreduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1329 {
1330   smpi_mpi_reduce(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1331   smpi_mpi_bcast(recvbuf, count, datatype, 0, comm);
1332 }
1333
1334 void smpi_mpi_scan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1335 {
1336   int system_tag = -888;
1337   int other, index;
1338   MPI_Aint lb = 0, dataext = 0;
1339   MPI_Request *requests;
1340   void **tmpbufs;
1341
1342   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1343   int size = smpi_comm_size(comm);
1344
1345   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1346
1347   // Local copy from self
1348   smpi_datatype_copy(sendbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1349
1350   // Send/Recv buffers to/from others;
1351   requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1352   tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1353   index = 0;
1354   for(other = 0; other < rank; other++) {
1355     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1356     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1357     index++;
1358   }
1359   for(other = rank + 1; other < size; other++) {
1360     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1361     index++;
1362   }
1363   // Wait for completion of all comms.
1364   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1365
1366   if(smpi_op_is_commute(op)){
1367     for(other = 0; other < size - 1; other++) {
1368       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1369       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1370         break;
1371       }
1372       if(index < rank) {
1373         // #Request is below rank: it's a irecv
1374         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1375       }
1376     }
1377   }else{
1378     //non commutative case, wait in order
1379     for(other = 0; other < size - 1; other++) {
1380       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1381       if(index < rank) {
1382         smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1383       }
1384     }
1385   }
1386   for(index = 0; index < rank; index++) {
1387     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1388   }
1389   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1390     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1391   }
1392   xbt_free(tmpbufs);
1393   xbt_free(requests);
1394 }
1395
1396 void smpi_mpi_exscan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1397 {
1398   int system_tag = -888;
1399   int other, index;
1400   MPI_Aint lb = 0, dataext = 0;
1401   MPI_Request *requests;
1402   void **tmpbufs;
1403   int recvbuf_is_empty=1;
1404   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1405   int size = smpi_comm_size(comm);
1406
1407   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1408
1409   // Send/Recv buffers to/from others;
1410   requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1411   tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1412   index = 0;
1413   for(other = 0; other < rank; other++) {
1414     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1415     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1416     index++;
1417   }
1418   for(other = rank + 1; other < size; other++) {
1419     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1420     index++;
1421   }
1422   // Wait for completion of all comms.
1423   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1424   if(smpi_op_is_commute(op)){
1425     for(other = 0; other < size - 1; other++) {
1426       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1427       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1428         break;
1429       }
1430       if(index < rank) {
1431         if(recvbuf_is_empty){
1432           smpi_datatype_copy(tmpbufs[index], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1433           recvbuf_is_empty=0;
1434         } else
1435           // #Request is below rank: it's a irecv
1436           smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1437       }
1438     }
1439   }else{
1440     //non commutative case, wait in order
1441     for(other = 0; other < size - 1; other++) {
1442       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1443       if(index < rank) {
1444           if(recvbuf_is_empty){
1445             smpi_datatype_copy(tmpbufs[other], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1446             recvbuf_is_empty=0;
1447           } else
1448             smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1449       }
1450     }
1451   }
1452   for(index = 0; index < rank; index++) {
1453     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1454   }
1455   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1456     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1457   }
1458   xbt_free(tmpbufs);
1459   xbt_free(requests);
1460 }