src/smpi/include/smpi_file.hpp

   1 /* Copyright (c) 2010-2019. 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 #ifndef SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   8 #define SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   9 #include "simgrid/plugins/file_system.h"
  10 #include "smpi_comm.hpp"
  11 #include "smpi_coll.hpp"
  12 #include "smpi_datatype.hpp"
  13 #include "smpi_errhandler.hpp"
  14 #include "smpi_info.hpp"
  15 #include  <algorithm>
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_pmpi);
  18
  19 namespace simgrid{
  20 namespace smpi{
  21 class File{
  22   MPI_Comm comm_;
  23   int flags_;
  24   simgrid::s4u::File* file_;
  25   MPI_Info info_;
  26   MPI_Offset* shared_file_pointer_;
  27   s4u::MutexPtr shared_mutex_;
  28   MPI_Win win_;
  29   char* list_;
  30   MPI_Errhandler errhandler_;
  31   MPI_Datatype etype_;
  32   MPI_Datatype filetype_;
  33   std::string datarep_;
  34
  35   public:
  36   File(MPI_Comm comm, const char *filename, int amode, MPI_Info info);
  37   File(const File&) = delete;
  38   File& operator=(const File&) = delete;
  39   ~File();
  40   int size();
  41   int get_position(MPI_Offset* offset);
  42   int get_position_shared(MPI_Offset* offset);
  43   int flags();
  44   MPI_Comm comm();
  45   int sync();
  46   int seek(MPI_Offset offset, int whence);
  47   int seek_shared(MPI_Offset offset, int whence);
  48   int set_view(MPI_Offset disp, MPI_Datatype etype, MPI_Datatype filetype, const char *datarep, MPI_Info info);
  49   int get_view(MPI_Offset *disp, MPI_Datatype *etype, MPI_Datatype *filetype, char *datarep);
  50   MPI_Info info();
  51   void set_info( MPI_Info info);
  52   static int read(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  53   static int read_shared(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  54   static int read_ordered(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  55   static int write(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  56   static int write_shared(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  57   static int write_ordered(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  58   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)> int op_all(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  59   static int close(MPI_File *fh);
  60   static int del(const char *filename, MPI_Info info);
  61   MPI_Errhandler errhandler();
  62   void set_errhandler( MPI_Errhandler errhandler);
  63 };
  64
  65   /* Read_all, Write_all : loosely based on */
  66   /* @article{Thakur:1996:ETM:245875.245879,*/
  67   /* author = {Thakur, Rajeev and Choudhary, Alok},*/
  68   /* title = {An Extended Two-phase Method for Accessing Sections of Out-of-core Arrays},*/
  69   /* journal = {Sci. Program.},*/
  70   /* issue_date = {Winter 1996},*/
  71   /* pages = {301--317},*/
  72   /* }*/
  73   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)>
  74   int File::op_all(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status){
  75     //get min and max offsets from everyone.
  76     int size =  comm_->size();
  77     int rank = comm_-> rank();
  78     MPI_Offset min_offset = file_->tell();
  79     MPI_Offset max_offset = min_offset + count * datatype->get_extent();//cheating, as we don't care about exact data location, we can skip extent
  80     MPI_Offset* min_offsets = new MPI_Offset[size];
  81     MPI_Offset* max_offsets = new MPI_Offset[size];
  82     simgrid::smpi::colls::allgather(&min_offset, 1, MPI_OFFSET, min_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  83     simgrid::smpi::colls::allgather(&max_offset, 1, MPI_OFFSET, max_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  84     MPI_Offset min=min_offset;
  85     MPI_Offset max=max_offset;
  86     MPI_Offset tot= 0;
  87     int empty=1;
  88     for(int i=0;i<size;i++){
  89       if(min_offsets[i]!=max_offsets[i])
  90         empty=0;
  91       tot+=(max_offsets[i]-min_offsets[i]);
  92       if(min_offsets[i]<min)
  93         min=min_offsets[i];
  94       if(max_offsets[i]>max)
  95         max=max_offsets[i];
  96     }
  97
  98     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my offsets to read : %lld:%lld, global min and max %lld:%lld", min_offset, max_offset, min, max);
  99     if(empty==1){
 100       delete[] min_offsets;
 101       delete[] max_offsets;
 102       status->count=0;
 103       return MPI_SUCCESS;
 104     }
 105     MPI_Offset total = max-min;
 106     if(total==tot && (datatype->flags() & DT_FLAG_CONTIGUOUS)){
 107       delete[] min_offsets;
 108       delete[] max_offsets;
 109       //contiguous. Just have each proc perform its read
 110       if(status != MPI_STATUS_IGNORE)
 111         status->count=count * datatype->size();
 112       return T(this,buf,count,datatype, status);
 113     }
 114
 115     //Interleaved case : How much do I need to read, and whom to send it ?
 116     MPI_Offset my_chunk_start=(max-min+1)/size*rank;
 117     MPI_Offset my_chunk_end=((max-min+1)/size*(rank+1));
 118     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my chunks to read : %lld:%lld", my_chunk_start, my_chunk_end);
 119     int* send_sizes = new int[size];
 120     int* recv_sizes = new int[size];
 121     int* send_disps = new int[size];
 122     int* recv_disps = new int[size];
 123     int total_sent=0;
 124     for(int i=0;i<size;i++){
 125       send_sizes[i]=0;
 126       send_disps[i]=0;//cheat to avoid issues when send>recv as we use recv buffer
 127       if((my_chunk_start>=min_offsets[i] && my_chunk_start < max_offsets[i])||
 128           ((my_chunk_end<=max_offsets[i]) && my_chunk_end> min_offsets[i])){
 129         send_sizes[i]=(std::min(max_offsets[i]-1, my_chunk_end-1)-std::max(min_offsets[i], my_chunk_start));
 130         // store min and max offset to actually read
 131         min_offset=std::min(min_offset, min_offsets[i]);
 132         total_sent+=send_sizes[i];
 133         XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to send %d bytes to %d", send_sizes[i], i);
 134       }
 135     }
 136     min_offset=std::max(min_offset, my_chunk_start);
 137
 138     //merge the ranges of every process
 139     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> ranges;
 140     for(int i=0; i<size; ++i)
 141       ranges.push_back(std::make_pair(min_offsets[i],max_offsets[i]));
 142     std::sort(ranges.begin(), ranges.end());
 143     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> chunks;
 144     chunks.push_back(ranges[0]);
 145
 146     unsigned int nchunks=0;
 147     unsigned int i=1;
 148     while(i < ranges.size()){
 149       if(ranges[i].second>chunks[nchunks].second){
 150         // else range included - ignore
 151         if(ranges[i].first>chunks[nchunks].second){
 152           //new disjoint range
 153           chunks.push_back(ranges[i]);
 154           nchunks++;
 155         } else {
 156           //merge ranges
 157           chunks[nchunks].second=ranges[i].second;
 158         }
 159       }
 160       i++;
 161     }
 162     //what do I need to read ?
 163     MPI_Offset totreads=0;
 164     for(i=0; i<chunks.size();i++){
 165       if(chunks[i].second < my_chunk_start)
 166         continue;
 167       else if (chunks[i].first > my_chunk_end)
 168         continue;
 169       else
 170         totreads += (std::min(chunks[i].second, my_chunk_end-1)-std::max(chunks[i].first, my_chunk_start));
 171     }
 172     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to access %lld from my chunk", totreads);
 173
 174     unsigned char* sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(total_sent);
 175
 176     if(totreads>0){
 177       seek(min_offset, MPI_SEEK_SET);
 178       T(this,sendbuf,totreads/datatype->size(),datatype, status);
 179     }
 180     simgrid::smpi::colls::alltoall(send_sizes, 1, MPI_INT, recv_sizes, 1, MPI_INT, comm_);
 181     int total_recv=0;
 182     for(int i=0;i<size;i++){
 183       recv_disps[i]=total_recv;
 184       total_recv+=recv_sizes[i];
 185     }
 186     //Set buf value to avoid copying dumb data
 187     simgrid::smpi::colls::alltoallv(sendbuf, send_sizes, send_disps, MPI_BYTE, buf, recv_sizes, recv_disps, MPI_BYTE,
 188                                     comm_);
 189     if(status!=MPI_STATUS_IGNORE)
 190       status->count=count * datatype->size();
 191     smpi_free_tmp_buffer(sendbuf);
 192     delete[] send_sizes;
 193     delete[] recv_sizes;
 194     delete[] send_disps;
 195     delete[] recv_disps;
 196     delete[] min_offsets;
 197     delete[] max_offsets;
 198     return MPI_SUCCESS;
 199   }
 200 }
 201 }
 202
 203 #endif