src/smpi/mpi/smpi_op.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2017. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "private.h"
   7 #include "private.hpp"
   8 #include "smpi_datatype.hpp"
   9 #include "smpi_op.hpp"
  10 #include "smpi_process.hpp"
  11
  12 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_op, smpi, "Logging specific to SMPI (op)");
  13
  14 #define MAX_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (b) : (a)
  15 #define MIN_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (a) : (b)
  16 #define SUM_OP(a, b)  (b) += (a)
  17 #define PROD_OP(a, b) (b) *= (a)
  18 #define LAND_OP(a, b) (b) = (a) && (b)
  19 #define LOR_OP(a, b)  (b) = (a) || (b)
  20 #define LXOR_OP(a, b) (b) = (not(a) && (b)) || ((a) && not(b))
  21 #define BAND_OP(a, b) (b) &= (a)
  22 #define BOR_OP(a, b)  (b) |= (a)
  23 #define BXOR_OP(a, b) (b) ^= (a)
  24 #define MAXLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (b) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (a))
  25 #define MINLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (a) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (b))
  26
  27 #define APPLY_FUNC(a, b, length, type, func) \
  28 {                                          \
  29   int i;                                   \
  30   type* x = (type*)(a);                    \
  31   type* y = (type*)(b);                    \
  32   for(i = 0; i < *(length); i++) {         \
  33     func(x[i], y[i]);                      \
  34   }                                        \
  35 }
  36
  37 #define APPLY_OP_LOOP(dtype, type, op) \
  38   if (*datatype == dtype) {\
  39     APPLY_FUNC(a, b, length, type, op)\
  40   } else \
  41
  42
  43 #define APPLY_BASIC_OP_LOOP(op)\
  44 APPLY_OP_LOOP(MPI_CHAR, char,op)\
  45 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT, short,op)\
  46 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT, int,op)\
  47 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG, long,op)\
  48 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_LONG, long long,op)\
  49 APPLY_OP_LOOP(MPI_SIGNED_CHAR, signed char,op)\
  50 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_CHAR, unsigned char,op)\
  51 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_SHORT, unsigned short,op)\
  52 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED, unsigned int,op)\
  53 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG, unsigned long,op)\
  54 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, unsigned long long,op)\
  55 APPLY_OP_LOOP(MPI_WCHAR, wchar_t,op)\
  56 APPLY_OP_LOOP(MPI_BYTE, int8_t,op)\
  57 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT8_T, int8_t,op)\
  58 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT16_T, int16_t,op)\
  59 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT32_T, int32_t,op)\
  60 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT64_T, int64_t,op)\
  61 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT8_T, uint8_t,op)\
  62 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT16_T, uint16_t,op)\
  63 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT32_T, uint32_t,op)\
  64 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT64_T, uint64_t,op)\
  65 APPLY_OP_LOOP(MPI_AINT, MPI_Aint,op)\
  66 APPLY_OP_LOOP(MPI_OFFSET, MPI_Offset,op)\
  67 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER1, int,op)\
  68 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER2, int16_t,op)\
  69 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER4, int32_t,op)\
  70 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER8, int64_t,op)
  71
  72 #define APPLY_BOOL_OP_LOOP(op)\
  73 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_BOOL, bool,op)
  74
  75 #define APPLY_FLOAT_OP_LOOP(op)\
  76 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT, float,op)\
  77 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE, double,op)\
  78 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE, long double,op)\
  79 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL, float,op)\
  80 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL4, float,op)\
  81 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL8, float,op)\
  82 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL16, double,op)
  83
  84 #define APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(op)\
  85 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_FLOAT_COMPLEX, float _Complex,op)\
  86 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_DOUBLE_COMPLEX, double _Complex,op)\
  87 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, long double _Complex,op)
  88
  89 #define APPLY_PAIR_OP_LOOP(op)\
  90 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT_INT, float_int,op)\
  91 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_INT, long_int,op)\
  92 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE_INT, double_int,op)\
  93 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT_INT, short_int,op)\
  94 APPLY_OP_LOOP(MPI_2INT, int_int,op)\
  95 APPLY_OP_LOOP(MPI_2FLOAT, float_float,op)\
  96 APPLY_OP_LOOP(MPI_2DOUBLE, double_double,op)\
  97 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE_INT, long_double_int,op)\
  98 APPLY_OP_LOOP(MPI_2LONG, long_long,op)
  99
 100 #define APPLY_END_OP_LOOP(op)\
 101   {\
 102     xbt_die("Failed to apply " #op " to type %s", (*datatype)->name());\
 103   }
 104
 105 static void max_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 106 {
 107   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MAX_OP)
 108   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MAX_OP)
 109   APPLY_END_OP_LOOP(MAX_OP)
 110 }
 111
 112 static void min_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 113 {
 114   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MIN_OP)
 115   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MIN_OP)
 116   APPLY_END_OP_LOOP(MIN_OP)
 117 }
 118
 119 static void sum_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 120 {
 121   APPLY_BASIC_OP_LOOP(SUM_OP)
 122   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(SUM_OP)
 123   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(SUM_OP)
 124   APPLY_END_OP_LOOP(SUM_OP)
 125 }
 126
 127 static void prod_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 128 {
 129   APPLY_BASIC_OP_LOOP(PROD_OP)
 130   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(PROD_OP)
 131   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(PROD_OP)
 132   APPLY_END_OP_LOOP(PROD_OP)
 133 }
 134
 135 static void land_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 136 {
 137   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LAND_OP)
 138   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LAND_OP)
 139   APPLY_END_OP_LOOP(LAND_OP)
 140 }
 141
 142 static void lor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 143 {
 144   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LOR_OP)
 145   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LOR_OP)
 146   APPLY_END_OP_LOOP(LOR_OP)
 147 }
 148
 149 static void lxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 150 {
 151   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LXOR_OP)
 152   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LXOR_OP)
 153   APPLY_END_OP_LOOP(LXOR_OP)
 154 }
 155
 156 static void band_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 157 {
 158   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BAND_OP)
 159   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BAND_OP)
 160   APPLY_END_OP_LOOP(BAND_OP)
 161 }
 162
 163 static void bor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 164 {
 165   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BOR_OP)
 166   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BOR_OP)
 167   APPLY_END_OP_LOOP(BOR_OP)
 168 }
 169
 170 static void bxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 171 {
 172   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BXOR_OP)
 173   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BXOR_OP)
 174   APPLY_END_OP_LOOP(BXOR_OP)
 175 }
 176
 177 static void minloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 178 {
 179   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 180   APPLY_END_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 181 }
 182
 183 static void maxloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 184 {
 185   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 186   APPLY_END_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 187 }
 188
 189 static void replace_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 190 {
 191   memcpy(b, a, *length * (*datatype)->size());
 192 }
 193
 194 static void no_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 195 {
 196   /* obviously a no-op */
 197 }
 198
 199 #define CREATE_MPI_OP(name, func)                             \
 200   static SMPI_Op mpi_##name (&(func) /* func */, true ); \
 201 MPI_Op name = &mpi_##name;
 202
 203 CREATE_MPI_OP(MPI_MAX, max_func);
 204 CREATE_MPI_OP(MPI_MIN, min_func);
 205 CREATE_MPI_OP(MPI_SUM, sum_func);
 206 CREATE_MPI_OP(MPI_PROD, prod_func);
 207 CREATE_MPI_OP(MPI_LAND, land_func);
 208 CREATE_MPI_OP(MPI_LOR, lor_func);
 209 CREATE_MPI_OP(MPI_LXOR, lxor_func);
 210 CREATE_MPI_OP(MPI_BAND, band_func);
 211 CREATE_MPI_OP(MPI_BOR, bor_func);
 212 CREATE_MPI_OP(MPI_BXOR, bxor_func);
 213 CREATE_MPI_OP(MPI_MAXLOC, maxloc_func);
 214 CREATE_MPI_OP(MPI_MINLOC, minloc_func);
 215 CREATE_MPI_OP(MPI_REPLACE, replace_func);
 216 CREATE_MPI_OP(MPI_NO_OP, no_func);
 217
 218 namespace simgrid{
 219 namespace smpi{
 220
 221 Op::Op(MPI_User_function * function, bool commutative) : func_(function), is_commutative_(commutative)
 222 {
 223   is_fortran_op_ = false;
 224 }
 225
 226 bool Op::is_commutative()
 227 {
 228   return is_commutative_;
 229 }
 230
 231 bool Op::is_fortran_op()
 232 {
 233   return is_fortran_op_;
 234 }
 235
 236 void Op::set_fortran_op()
 237 {
 238   //tell that we were created from fortran, so we need to translate the type to fortran when called
 239   is_fortran_op_ = true;
 240 }
 241
 242 void Op::apply(void *invec, void *inoutvec, int *len, MPI_Datatype datatype)
 243 {
 244   if(smpi_privatize_global_variables == SMPI_PRIVATIZE_MMAP){//we need to switch as the called function may silently touch global variables
 245     XBT_DEBUG("Applying operation, switch to the right data frame ");
 246     smpi_switch_data_segment(smpi_process()->index());
 247   }
 248
 249   if (not smpi_process()->replaying() && *len > 0) {
 250     if (not is_fortran_op_)
 251       this->func_(invec, inoutvec, len, &datatype);
 252     else{
 253       XBT_DEBUG("Applying operation of length %d from %p and from/to %p", *len, invec, inoutvec);
 254       int tmp = datatype->c2f();
 255       /* Unfortunately, the C and Fortran version of the MPI standard do not agree on the type here,
 256          thus the reinterpret_cast. */
 257       this->func_(invec, inoutvec, len, reinterpret_cast<MPI_Datatype*>(&tmp) );
 258     }
 259   }
 260 }
 261
 262 Op* Op::f2c(int id){
 263   return static_cast<Op*>(F2C::f2c(id));
 264 }
 265
 266 }
 267 }