src/smpi/mpi/smpi_op.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2019. 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 "smpi_op.hpp"
   7 #include "private.hpp"
   8 #include "smpi_datatype.hpp"
   9 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
  10
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_op, smpi, "Logging specific to SMPI (op)");
  12
  13 #define MAX_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (b) : (a)
  14 #define MIN_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (a) : (b)
  15 #define SUM_OP(a, b)  (b) += (a)
  16 #define SUM_OP_COMPLEX(a, b)                                                                                           \
  17   {                                                                                                                    \
  18     ((b).value) += ((a).value);                                                                                        \
  19     ((b).index) += ((a).index);                                                                                        \
  20   }
  21 #define PROD_OP(a, b) (b) *= (a)
  22 #define PROD_OP_COMPLEX(a, b)                                                                                          \
  23   {                                                                                                                    \
  24     ((b).value) *= ((a).value);                                                                                        \
  25     ((b).index) *= ((a).index);                                                                                        \
  26   }
  27 #define LAND_OP(a, b) (b) = (a) && (b)
  28 #define LOR_OP(a, b)  (b) = (a) || (b)
  29 #define LXOR_OP(a, b) (b) = (not(a) && (b)) || ((a) && not(b))
  30 #define BAND_OP(a, b) (b) &= (a)
  31 #define BOR_OP(a, b)  (b) |= (a)
  32 #define BXOR_OP(a, b) (b) ^= (a)
  33 #define MAXLOC_OP(a, b)                                                                                                \
  34   (b) = ((a).value) < ((b).value) ? (b) : (((a).value) == ((b).value) ? (((a).index) < ((b).index) ? (a) : (b)) : (a))
  35 #define MINLOC_OP(a, b)                                                                                                \
  36   (b) = ((a).value) < ((b).value) ? (a) : (((a).value) == ((b).value) ? (((a).index) < ((b).index) ? (a) : (b)) : (b))
  37
  38 #define APPLY_FUNC(a, b, length, type, func) \
  39 {                                          \
  40   int i;                                   \
  41   type* x = (type*)(a);                    \
  42   type* y = (type*)(b);                    \
  43   for(i = 0; i < *(length); i++) {         \
  44     func(x[i], y[i]);                      \
  45   }                                        \
  46 }
  47
  48 #define APPLY_OP_LOOP(dtype, type, op)                                                                                 \
  49   if (*datatype == (dtype)) {                                                                                          \
  50     APPLY_FUNC(a, b, length, type, op)                                                                                 \
  51   } else
  52
  53 #define APPLY_BASIC_OP_LOOP(op)\
  54 APPLY_OP_LOOP(MPI_CHAR, char,op)\
  55 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT, short,op)\
  56 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT, int,op)\
  57 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG, long,op)\
  58 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_LONG, long long,op)\
  59 APPLY_OP_LOOP(MPI_SIGNED_CHAR, signed char,op)\
  60 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_CHAR, unsigned char,op)\
  61 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_SHORT, unsigned short,op)\
  62 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED, unsigned int,op)\
  63 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG, unsigned long,op)\
  64 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, unsigned long long,op)\
  65 APPLY_OP_LOOP(MPI_WCHAR, wchar_t,op)\
  66 APPLY_OP_LOOP(MPI_BYTE, int8_t,op)\
  67 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT8_T, int8_t,op)\
  68 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT16_T, int16_t,op)\
  69 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT32_T, int32_t,op)\
  70 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT64_T, int64_t,op)\
  71 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT8_T, uint8_t,op)\
  72 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT16_T, uint16_t,op)\
  73 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT32_T, uint32_t,op)\
  74 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT64_T, uint64_t,op)\
  75 APPLY_OP_LOOP(MPI_AINT, MPI_Aint,op)\
  76 APPLY_OP_LOOP(MPI_OFFSET, MPI_Offset,op)\
  77 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER1, int,op)\
  78 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER2, int16_t,op)\
  79 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER4, int32_t,op)\
  80 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER8, int64_t,op)\
  81 APPLY_OP_LOOP(MPI_COUNT, long long,op)
  82
  83
  84 #define APPLY_BOOL_OP_LOOP(op)\
  85 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_BOOL, bool,op)
  86
  87 #define APPLY_FLOAT_OP_LOOP(op)\
  88 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT, float,op)\
  89 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE, double,op)\
  90 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE, long double,op)\
  91 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL, float,op)\
  92 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL4, float,op)\
  93 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL8, double,op)\
  94 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL16, long double,op)
  95
  96 #define APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(op)\
  97 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_FLOAT_COMPLEX, float _Complex,op)\
  98 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_DOUBLE_COMPLEX, double _Complex,op)\
  99 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, long double _Complex,op)
 100
 101 #define APPLY_PAIR_OP_LOOP(op)\
 102 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT_INT, float_int,op)\
 103 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_INT, long_int,op)\
 104 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE_INT, double_int,op)\
 105 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT_INT, short_int,op)\
 106 APPLY_OP_LOOP(MPI_2INT, int_int,op)\
 107 APPLY_OP_LOOP(MPI_2FLOAT, float_float,op)\
 108 APPLY_OP_LOOP(MPI_2DOUBLE, double_double,op)\
 109 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE_INT, long_double_int,op)\
 110 APPLY_OP_LOOP(MPI_2LONG, long_long,op)\
 111 APPLY_OP_LOOP(MPI_COMPLEX8, float_float,op)\
 112 APPLY_OP_LOOP(MPI_COMPLEX16, double_double,op)\
 113 APPLY_OP_LOOP(MPI_COMPLEX32, double_double,op)
 114
 115 #define APPLY_END_OP_LOOP(op)                                                                                          \
 116   {                                                                                                                    \
 117     xbt_die("Failed to apply " _XBT_STRINGIFY(op) " to type %s", (*datatype)->name());                                 \
 118   }
 119
 120 static void max_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 121 {
 122   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MAX_OP)
 123   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MAX_OP)
 124   APPLY_END_OP_LOOP(MAX_OP)
 125 }
 126
 127 static void min_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 128 {
 129   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MIN_OP)
 130   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MIN_OP)
 131   APPLY_END_OP_LOOP(MIN_OP)
 132 }
 133
 134 static void sum_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 135 {
 136   APPLY_BASIC_OP_LOOP(SUM_OP)
 137   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(SUM_OP)
 138   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(SUM_OP)
 139   APPLY_PAIR_OP_LOOP(SUM_OP_COMPLEX)
 140   APPLY_END_OP_LOOP(SUM_OP)
 141 }
 142
 143 static void prod_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 144 {
 145   APPLY_BASIC_OP_LOOP(PROD_OP)
 146   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(PROD_OP)
 147   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(PROD_OP)
 148   APPLY_PAIR_OP_LOOP(PROD_OP_COMPLEX)
 149   APPLY_END_OP_LOOP(PROD_OP)
 150 }
 151
 152 static void land_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 153 {
 154   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LAND_OP)
 155   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(LAND_OP)
 156   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LAND_OP)
 157   APPLY_END_OP_LOOP(LAND_OP)
 158 }
 159
 160 static void lor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 161 {
 162   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LOR_OP)
 163   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(LOR_OP)
 164   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LOR_OP)
 165   APPLY_END_OP_LOOP(LOR_OP)
 166 }
 167
 168 static void lxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 169 {
 170   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LXOR_OP)
 171   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(LXOR_OP)
 172   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LXOR_OP)
 173   APPLY_END_OP_LOOP(LXOR_OP)
 174 }
 175
 176 static void band_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 177 {
 178   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BAND_OP)
 179   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BAND_OP)
 180   APPLY_END_OP_LOOP(BAND_OP)
 181 }
 182
 183 static void bor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 184 {
 185   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BOR_OP)
 186   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BOR_OP)
 187   APPLY_END_OP_LOOP(BOR_OP)
 188 }
 189
 190 static void bxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 191 {
 192   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BXOR_OP)
 193   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BXOR_OP)
 194   APPLY_END_OP_LOOP(BXOR_OP)
 195 }
 196
 197 static void minloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 198 {
 199   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 200   APPLY_END_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 201 }
 202
 203 static void maxloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 204 {
 205   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 206   APPLY_END_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 207 }
 208
 209 static void replace_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 210 {
 211   memcpy(b, a, *length * (*datatype)->size());
 212 }
 213
 214 static void no_func(void*, void*, int*, MPI_Datatype*)
 215 {
 216   /* obviously a no-op */
 217 }
 218
 219 #define CREATE_MPI_OP(name, func)                                                                                      \
 220   static SMPI_Op _XBT_CONCAT(mpi_, name)(&(func) /* func */, true, true);                                              \
 221   MPI_Op name = &_XBT_CONCAT(mpi_, name);
 222
 223 CREATE_MPI_OP(MPI_MAX, max_func);
 224 CREATE_MPI_OP(MPI_MIN, min_func);
 225 CREATE_MPI_OP(MPI_SUM, sum_func);
 226 CREATE_MPI_OP(MPI_PROD, prod_func);
 227 CREATE_MPI_OP(MPI_LAND, land_func);
 228 CREATE_MPI_OP(MPI_LOR, lor_func);
 229 CREATE_MPI_OP(MPI_LXOR, lxor_func);
 230 CREATE_MPI_OP(MPI_BAND, band_func);
 231 CREATE_MPI_OP(MPI_BOR, bor_func);
 232 CREATE_MPI_OP(MPI_BXOR, bxor_func);
 233 CREATE_MPI_OP(MPI_MAXLOC, maxloc_func);
 234 CREATE_MPI_OP(MPI_MINLOC, minloc_func);
 235 CREATE_MPI_OP(MPI_REPLACE, replace_func);
 236 CREATE_MPI_OP(MPI_NO_OP, no_func);
 237
 238 namespace simgrid{
 239 namespace smpi{
 240
 241 void Op::apply(const void* invec, void* inoutvec, const int* len, MPI_Datatype datatype)
 242 {
 243   if (smpi_privatize_global_variables == SmpiPrivStrategies::MMAP) {
 244     // 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(simgrid::s4u::Actor::self());
 247   }
 248
 249   if (not smpi_process()->replaying() && *len > 0) {
 250     if (not is_fortran_op_)
 251       this->func_(const_cast<void*>(invec), inoutvec, const_cast<int*>(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_(const_cast<void*>(invec), inoutvec, const_cast<int*>(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 void Op::ref(){
 267   refcount_++;
 268 }
 269
 270 void Op::unref(MPI_Op* op){
 271   if((*op)!=MPI_OP_NULL){
 272     (*op)->refcount_--;
 273     if((*op)->refcount_==0 && (*op)->predefined_==false)
 274       delete(*op);
 275   }
 276 }
 277
 278 }
 279 }