src/smpi/smpi_mpi.c

   1
   2
   3 #include "private.h"
   4 #include "smpi_coll_private.h"
   5
   6 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_mpi, smpi,
   7                                 "Logging specific to SMPI (mpi)");
   8
   9 int SMPI_MPI_Init(int *argc, char ***argv)
  10 {
  11   smpi_process_init(argc, argv);
  12   smpi_bench_begin();
  13   return MPI_SUCCESS;
  14 }
  15
  16 int SMPI_MPI_Finalize()
  17 {
  18   smpi_bench_end();
  19   smpi_process_finalize();
  20   return MPI_SUCCESS;
  21 }
  22
  23 // right now this just exits the current node, should send abort signal to all
  24 // hosts in the communicator (TODO)
  25 int SMPI_MPI_Abort(MPI_Comm comm, int errorcode)
  26 {
  27   smpi_exit(errorcode);
  28   return 0;
  29 }
  30
  31 int SMPI_MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int *size)
  32 {
  33   int retval = MPI_SUCCESS;
  34
  35   smpi_bench_end();
  36
  37   if (NULL == comm) {
  38     retval = MPI_ERR_COMM;
  39   } else if (NULL == size) {
  40     retval = MPI_ERR_ARG;
  41   } else {
  42     *size = comm->size;
  43   }
  44
  45   smpi_bench_begin();
  46
  47   return retval;
  48 }
  49
  50 int SMPI_MPI_Comm_rank(MPI_Comm comm, int *rank)
  51 {
  52   int retval = MPI_SUCCESS;
  53
  54   smpi_bench_end();
  55
  56   if (NULL == comm) {
  57     retval = MPI_ERR_COMM;
  58   } else if (NULL == rank) {
  59     retval = MPI_ERR_ARG;
  60   } else {
  61     *rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
  62   }
  63
  64   smpi_bench_begin();
  65
  66   return retval;
  67 }
  68
  69 int SMPI_MPI_Type_size(MPI_Datatype datatype, size_t * size)
  70 {
  71   int retval = MPI_SUCCESS;
  72
  73   smpi_bench_end();
  74
  75   if (NULL == datatype) {
  76     retval = MPI_ERR_TYPE;
  77   } else if (NULL == size) {
  78     retval = MPI_ERR_ARG;
  79   } else {
  80     *size = datatype->size;
  81   }
  82
  83   smpi_bench_begin();
  84
  85   return retval;
  86 }
  87
  88 int SMPI_MPI_Barrier(MPI_Comm comm)
  89 {
  90   int retval = MPI_SUCCESS;
  91   int arity=4;
  92
  93   smpi_bench_end();
  94
  95   if (NULL == comm) {
  96     retval = MPI_ERR_COMM;
  97   } else {
  98
  99     /*
 100      * original implemantation:
 101      * retval = smpi_mpi_barrier(comm);
 102      * this one is unrealistic: it just cond_waits, means no time.
 103      */
 104      retval = nary_tree_barrier( comm, arity );
 105   }
 106
 107   smpi_bench_begin();
 108
 109   return retval;
 110 }
 111
 112 int SMPI_MPI_Irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src,
 113                    int tag, MPI_Comm comm, MPI_Request * request)
 114 {
 115   int retval = MPI_SUCCESS;
 116
 117   smpi_bench_end();
 118
 119   retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, src, 0, tag, comm,
 120                                request);
 121   if (NULL != *request && MPI_SUCCESS == retval) {
 122     retval = smpi_mpi_irecv(*request);
 123   }
 124
 125   smpi_bench_begin();
 126
 127   return retval;
 128 }
 129
 130 int SMPI_MPI_Recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src,
 131                   int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
 132 {
 133   int retval = MPI_SUCCESS;
 134   smpi_mpi_request_t request;
 135
 136   smpi_bench_end();
 137
 138   retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, src, 0, tag, comm,
 139                                &request);
 140   if (NULL != request && MPI_SUCCESS == retval) {
 141     retval = smpi_mpi_irecv(request);
 142     if (MPI_SUCCESS == retval) {
 143       retval = smpi_mpi_wait(request, status);
 144     }
 145     xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 146   }
 147
 148   smpi_bench_begin();
 149
 150   return retval;
 151 }
 152
 153 int SMPI_MPI_Isend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst,
 154                    int tag, MPI_Comm comm, MPI_Request * request)
 155 {
 156   int retval = MPI_SUCCESS;
 157
 158   smpi_bench_end();
 159
 160   retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, 0, dst, tag, comm,
 161                                request);
 162   if (NULL != *request && MPI_SUCCESS == retval) {
 163     retval = smpi_mpi_isend(*request);
 164   }
 165
 166   smpi_bench_begin();
 167
 168   return retval;
 169 }
 170
 171 int SMPI_MPI_Send(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst,
 172                   int tag, MPI_Comm comm)
 173 {
 174   int retval = MPI_SUCCESS;
 175   smpi_mpi_request_t request;
 176
 177   smpi_bench_end();
 178
 179   retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, 0, dst, tag, comm,
 180                                &request);
 181   if (NULL != request && MPI_SUCCESS == retval) {
 182     retval = smpi_mpi_isend(request);
 183     if (MPI_SUCCESS == retval) {
 184       smpi_mpi_wait(request, MPI_STATUS_IGNORE);
 185     }
 186     xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 187   }
 188
 189   smpi_bench_begin();
 190
 191   return retval;
 192 }
 193
 194 /**
 195  * MPI_Wait and friends
 196  **/
 197 int SMPI_MPI_Wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
 198 {
 199   return smpi_mpi_wait(*request, status);
 200 }
 201
 202 int SMPI_MPI_Waitall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
 203 {
 204   return smpi_mpi_waitall(count, requests, status);
 205 }
 206
 207 int SMPI_MPI_Waitany(int count, MPI_Request requests[], int *index,
 208                      MPI_Status status[])
 209 {
 210   return smpi_mpi_waitany(count, requests, index, status);
 211 }
 212
 213 /**
 214  * MPI_Bcast
 215  **/
 216
 217 /**
 218  * flat bcast
 219  **/
 220 int flat_tree_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm);
 221 int flat_tree_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root,
 222                 MPI_Comm comm)
 223 {
 224         int rank;
 225         int retval = MPI_SUCCESS;
 226         smpi_mpi_request_t request;
 227
 228         rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
 229         if (rank == root) {
 230                 retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, root,
 231                                 (root + 1) % comm->size, 0, comm, &request);
 232                 request->forward = comm->size - 1;
 233                 smpi_mpi_isend(request);
 234         } else {
 235                 retval = smpi_create_request(buf, count, datatype, MPI_ANY_SOURCE, rank,
 236                                 0, comm, &request);
 237                 smpi_mpi_irecv(request);
 238         }
 239
 240         smpi_mpi_wait(request, MPI_STATUS_IGNORE);
 241         xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 242
 243         return(retval);
 244
 245 }
 246
 247 /**
 248  * Bcast user entry point
 249  **/
 250 int SMPI_MPI_Bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root,
 251                    MPI_Comm comm)
 252 {
 253   int retval = MPI_SUCCESS;
 254
 255   smpi_bench_end();
 256
 257   //retval = flat_tree_bcast(buf, count, datatype, root, comm);
 258   retval = nary_tree_bcast(buf, count, datatype, root, comm, 2 );
 259
 260   smpi_bench_begin();
 261
 262   return retval;
 263 }
 264
 265
 266
 267 //#ifdef DEBUG_REDUCE
 268 /**
 269  * debugging helper function
 270  **/
 271 static void print_buffer_int(void *buf, int len, char *msg, int rank)
 272 {
 273   int tmp, *v;
 274   printf("**[%d] %s: ", rank, msg);
 275   for (tmp = 0; tmp < len; tmp++) {
 276     v = buf;
 277     printf("[%d]", v[tmp]);
 278   }
 279   printf("\n");
 280   free(msg);
 281 }
 282 static void print_buffer_double(void *buf, int len, char *msg, int rank)
 283 {
 284   int tmp;
 285   double *v;
 286   printf("**[%d] %s: ", rank, msg);
 287   for (tmp = 0; tmp < len; tmp++) {
 288     v = buf;
 289     printf("[%lf]", v[tmp]);
 290   }
 291   printf("\n");
 292   free(msg);
 293 }
 294
 295
 296 //#endif
 297 /**
 298  * MPI_Reduce
 299  **/
 300 int SMPI_MPI_Reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count,
 301                 MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm)
 302 {
 303         int retval = MPI_SUCCESS;
 304         int rank;
 305         int size;
 306         int i;
 307         int tag = 0;
 308         smpi_mpi_request_t *requests;
 309         smpi_mpi_request_t request;
 310
 311         smpi_bench_end();
 312
 313         rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
 314         size = comm->size;
 315
 316         if (rank != root) {           // if i am not ROOT, simply send my buffer to root
 317
 318 #ifdef DEBUG_REDUCE
 319                 print_buffer_int(sendbuf, count, xbt_strdup("sndbuf"), rank);
 320 #endif
 321                 retval =
 322                         smpi_create_request(sendbuf, count, datatype, rank, root, tag, comm,
 323                                         &request);
 324                 smpi_mpi_isend(request);
 325                 smpi_mpi_wait(request, MPI_STATUS_IGNORE);
 326                 xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 327
 328         } else {
 329                 // i am the ROOT: wait for all buffers by creating one request by sender
 330                 int src;
 331                 requests = xbt_malloc((size-1) * sizeof(smpi_mpi_request_t));
 332
 333                 void **tmpbufs = xbt_malloc((size-1) * sizeof(void *));
 334                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 335                         // we need 1 buffer per request to store intermediate receptions
 336                         tmpbufs[i] = xbt_malloc(count * datatype->size);
 337                 }
 338                 // root: initiliaze recv buf with my own snd buf
 339                 memcpy(recvbuf, sendbuf, count * datatype->size * sizeof(char));
 340
 341                 // i can not use: 'request->forward = size-1;' (which would progagate size-1 receive reqs)
 342                 // since we should op values as soon as one receiving request matches.
 343                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 344                         // reminder: for smpi_create_request() the src is always the process sending.
 345                         src = i < root ? i : i + 1;
 346                         retval = smpi_create_request(tmpbufs[i], count, datatype,
 347                                         src, root, tag, comm, &(requests[i]));
 348                         if (NULL != requests[i] && MPI_SUCCESS == retval) {
 349                                 if (MPI_SUCCESS == retval) {
 350                                         smpi_mpi_irecv(requests[i]);
 351                                 }
 352                         }
 353                 }
 354                 // now, wait for completion of all irecv's.
 355                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 356                         int index = MPI_UNDEFINED;
 357                         smpi_mpi_waitany( size-1, requests, &index, MPI_STATUS_IGNORE);
 358 #ifdef DEBUG_REDUCE
 359                         printf ("MPI_Waitany() unblocked: root received (completes req[index=%d])\n",index);
 360                         print_buffer_int(tmpbufs[index], count, bprintf("tmpbufs[index=%d] (value received)", index),
 361                                         rank);
 362 #endif
 363
 364                         // arg 2 is modified
 365                         op->func(tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
 366 #ifdef DEBUG_REDUCE
 367                         print_buffer_int(recvbuf, count, xbt_strdup("rcvbuf"), rank);
 368 #endif
 369                         xbt_free(tmpbufs[index]);
 370                         /* FIXME: with the following line, it  generates an
 371                          * [xbt_ex/CRITICAL] Conditional list not empty 162518800.
 372                          */
 373                         // xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, requests[index]);
 374                 }
 375                 xbt_free(requests);
 376                 xbt_free(tmpbufs);
 377         }
 378         smpi_bench_begin();
 379         return retval;
 380 }
 381
 382 /**
 383  * MPI_Allreduce
 384  *
 385  * Same as MPI_REDUCE except that the result appears in the receive buffer of all the group members.
 386  **/
 387 int SMPI_MPI_Allreduce( void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype,
 388                          MPI_Op op, MPI_Comm comm );
 389 int SMPI_MPI_Allreduce( void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype,
 390                          MPI_Op op, MPI_Comm comm )
 391 {
 392   int retval = MPI_SUCCESS;
 393   int root=1;  // arbitrary choice
 394
 395   smpi_bench_end();
 396
 397   retval = SMPI_MPI_Reduce( sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm);
 398   if (MPI_SUCCESS != retval)
 399             return(retval);
 400
 401   retval = SMPI_MPI_Bcast( sendbuf, count, datatype, root, comm);
 402   smpi_bench_begin();
 403   return( retval );
 404 }
 405
 406
 407 /**
 408  * MPI_Scatter user entry point
 409  **/
 410 //int SMPI_MPI_Scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype datatype,
 411 //                       void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,int root,
 412 //                      MPI_Comm comm);
 413 int SMPI_MPI_Scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype datatype,
 414                          void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
 415                            int root, MPI_Comm comm)
 416 {
 417   int retval = MPI_SUCCESS;
 418   int i;
 419   int cnt=0;
 420   int rank;
 421   int tag=0;
 422   char *cptr;  // to manipulate the void * buffers
 423   smpi_mpi_request_t *requests;
 424   smpi_mpi_request_t request;
 425   smpi_mpi_status_t status;
 426
 427
 428   smpi_bench_end();
 429
 430   rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
 431
 432   requests = xbt_malloc((comm->size-1) * sizeof(smpi_mpi_request_t));
 433   if (rank == root) {
 434           // i am the root: distribute my sendbuf
 435           //print_buffer_int(sendbuf, comm->size, xbt_strdup("rcvbuf"), rank);
 436           cptr = sendbuf;
 437           for (i=0; i < comm->size; i++) {
 438                   if ( i!=root ) { // send to processes ...
 439
 440                           retval = smpi_create_request((void *)cptr, sendcount,
 441                                           datatype, root, i, tag, comm, &(requests[cnt]));
 442                           if (NULL != requests[cnt] && MPI_SUCCESS == retval) {
 443                                   if (MPI_SUCCESS == retval) {
 444                                           smpi_mpi_isend(requests[cnt]);
 445                                   }
 446                                   }
 447                                   cnt++;
 448                         }
 449                         else { // ... except if it's me.
 450                                   memcpy(recvbuf, (void *)cptr, recvcount*recvtype->size*sizeof(char));
 451                         }
 452                   cptr += sendcount*datatype->size;
 453             }
 454             for(i=0; i<cnt; i++) { // wait for send to complete
 455                             /* FIXME: waitall() should be slightly better */
 456                             smpi_mpi_wait(requests[i], &status);
 457                             xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, requests[i]);
 458
 459             }
 460   }
 461   else {  // i am a non-root process: wait data from the root
 462             retval = smpi_create_request(recvbuf,recvcount,
 463                                   recvtype, root, rank, tag, comm, &request);
 464             if (NULL != request && MPI_SUCCESS == retval) {
 465                         if (MPI_SUCCESS == retval) {
 466                                   smpi_mpi_irecv(request);
 467                         }
 468             }
 469             smpi_mpi_wait(request, &status);
 470             xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 471   }
 472   xbt_free(requests);
 473
 474   smpi_bench_begin();
 475
 476   return retval;
 477 }
 478
 479
 480
 481
 482
 483
 484 // used by comm_split to sort ranks based on key values
 485 int smpi_compare_rankkeys(const void *a, const void *b);
 486 int smpi_compare_rankkeys(const void *a, const void *b)
 487 {
 488   int *x = (int *) a;
 489   int *y = (int *) b;
 490
 491   if (x[1] < y[1])
 492     return -1;
 493
 494   if (x[1] == y[1]) {
 495     if (x[0] < y[0])
 496       return -1;
 497     if (x[0] == y[0])
 498       return 0;
 499     return 1;
 500   }
 501
 502   return 1;
 503 }
 504
 505 int SMPI_MPI_Comm_split(MPI_Comm comm, int color, int key,
 506                         MPI_Comm * comm_out)
 507 {
 508   int retval = MPI_SUCCESS;
 509
 510   int index, rank;
 511   smpi_mpi_request_t request;
 512   int colorkey[2];
 513   smpi_mpi_status_t status;
 514
 515   smpi_bench_end();
 516
 517   // FIXME: need to test parameters
 518
 519   index = smpi_process_index();
 520   rank = comm->index_to_rank_map[index];
 521
 522   // default output
 523   comm_out = NULL;
 524
 525   // root node does most of the real work
 526   if (0 == rank) {
 527     int colormap[comm->size];
 528     int keymap[comm->size];
 529     int rankkeymap[comm->size * 2];
 530     int i, j;
 531     smpi_mpi_communicator_t tempcomm = NULL;
 532     int count;
 533     int indextmp;
 534
 535     colormap[0] = color;
 536     keymap[0] = key;
 537
 538     // FIXME: use scatter/gather or similar instead of individual comms
 539     for (i = 1; i < comm->size; i++) {
 540       retval = smpi_create_request(colorkey, 2, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE,
 541                                    rank, MPI_ANY_TAG, comm, &request);
 542       smpi_mpi_irecv(request);
 543       smpi_mpi_wait(request, &status);
 544       colormap[status.MPI_SOURCE] = colorkey[0];
 545       keymap[status.MPI_SOURCE] = colorkey[1];
 546       xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 547     }
 548
 549     for (i = 0; i < comm->size; i++) {
 550       if (MPI_UNDEFINED == colormap[i]) {
 551         continue;
 552       }
 553       // make a list of nodes with current color and sort by keys
 554       count = 0;
 555       for (j = i; j < comm->size; j++) {
 556         if (colormap[i] == colormap[j]) {
 557           colormap[j] = MPI_UNDEFINED;
 558           rankkeymap[count * 2] = j;
 559           rankkeymap[count * 2 + 1] = keymap[j];
 560           count++;
 561         }
 562       }
 563       qsort(rankkeymap, count, sizeof(int) * 2, &smpi_compare_rankkeys);
 564
 565       // new communicator
 566       tempcomm = xbt_new(s_smpi_mpi_communicator_t, 1);
 567       tempcomm->barrier_count = 0;
 568       tempcomm->size = count;
 569       tempcomm->barrier_mutex = SIMIX_mutex_init();
 570       tempcomm->barrier_cond = SIMIX_cond_init();
 571       tempcomm->rank_to_index_map = xbt_new(int, count);
 572       tempcomm->index_to_rank_map = xbt_new(int, smpi_global->process_count);
 573       for (j = 0; j < smpi_global->process_count; j++) {
 574         tempcomm->index_to_rank_map[j] = -1;
 575       }
 576       for (j = 0; j < count; j++) {
 577         indextmp = comm->rank_to_index_map[rankkeymap[j * 2]];
 578         tempcomm->rank_to_index_map[j] = indextmp;
 579         tempcomm->index_to_rank_map[indextmp] = j;
 580       }
 581       for (j = 0; j < count; j++) {
 582         if (rankkeymap[j * 2]) {
 583           retval = smpi_create_request(&j, 1, MPI_INT, 0,
 584                                        rankkeymap[j * 2], 0, comm, &request);
 585           request->data = tempcomm;
 586           smpi_mpi_isend(request);
 587           smpi_mpi_wait(request, &status);
 588           xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 589         } else {
 590           *comm_out = tempcomm;
 591         }
 592       }
 593     }
 594   } else {
 595     colorkey[0] = color;
 596     colorkey[1] = key;
 597     retval = smpi_create_request(colorkey, 2, MPI_INT, rank, 0, 0, comm,
 598                                  &request);
 599     smpi_mpi_isend(request);
 600     smpi_mpi_wait(request, &status);
 601     xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 602     if (MPI_UNDEFINED != color) {
 603       retval = smpi_create_request(colorkey, 1, MPI_INT, 0, rank, 0, comm,
 604                                    &request);
 605       smpi_mpi_irecv(request);
 606       smpi_mpi_wait(request, &status);
 607       *comm_out = request->data;
 608     }
 609   }
 610
 611   smpi_bench_begin();
 612
 613   return retval;
 614 }
 615
 616 double SMPI_MPI_Wtime(void)
 617 {
 618   return (SIMIX_get_clock());
 619 }
 620
 621