src/smpi/mpi/smpi_datatype.cpp

   1 /* smpi_datatype.cpp -- MPI primitives to handle datatypes                  */
   2 /* Copyright (c) 2009-2023. The SimGrid Team. 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 "private.hpp"
   8 #include "simgrid/modelchecker.h"
   9 #include "smpi_datatype_derived.hpp"
  10 #include "smpi_op.hpp"
  11 #include "src/instr/instr_private.hpp"
  12 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
  13
  14 #include <algorithm>
  15 #include <array>
  16 #include <functional>
  17 #include <string>
  18 #include <complex>
  19
  20 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_datatype, smpi, "Logging specific to SMPI (datatype)");
  21
  22 static std::unordered_map<std::string, simgrid::smpi::Datatype*> id2type_lookup;
  23
  24 #define CREATE_MPI_DATATYPE(name, id, type, flag)                                                                            \
  25   simgrid::smpi::Datatype _XBT_CONCAT(smpi_MPI_, name)((char*)"MPI_"#name, (id), sizeof(type), /* size */   \
  26                                                          0,                                               /* lb */     \
  27                                                          sizeof(type), /* ub = lb + size */                            \
  28                                                          DT_FLAG_BASIC | flag /* flags */                                     \
  29                                                          );
  30
  31 #define CREATE_MPI_DATATYPE_NULL(name, id)                                                                             \
  32   simgrid::smpi::Datatype _XBT_CONCAT(smpi_MPI_, name)((char*)"MPI_"#name, (id), 0, /* size */              \
  33                                                          0,                                    /* lb */                \
  34                                                          0,                                    /* ub = lb + size */    \
  35                                                          DT_FLAG_BASIC                         /* flags */             \
  36                                                          );
  37
  38 // Predefined data types
  39 CREATE_MPI_DATATYPE_NULL(DATATYPE_NULL, -1)
  40 CREATE_MPI_DATATYPE(DOUBLE, 0, double, DT_FLAG_FP)
  41 CREATE_MPI_DATATYPE(INT, 1, int, DT_FLAG_C_INTEGER)
  42 CREATE_MPI_DATATYPE(CHAR, 2, char, DT_FLAG_C_INTEGER)
  43 CREATE_MPI_DATATYPE(SHORT, 3, short, DT_FLAG_C_INTEGER)
  44 CREATE_MPI_DATATYPE(LONG, 4, long, DT_FLAG_C_INTEGER)
  45 CREATE_MPI_DATATYPE(FLOAT, 5, float, DT_FLAG_FP)
  46 CREATE_MPI_DATATYPE(BYTE, 6, int8_t, DT_FLAG_BYTE)
  47 CREATE_MPI_DATATYPE(LONG_LONG, 7, long long, DT_FLAG_C_INTEGER)
  48 CREATE_MPI_DATATYPE(SIGNED_CHAR, 8, signed char, DT_FLAG_C_INTEGER)
  49 CREATE_MPI_DATATYPE(UNSIGNED_CHAR, 9, unsigned char, DT_FLAG_C_INTEGER)
  50 CREATE_MPI_DATATYPE(UNSIGNED_SHORT, 10, unsigned short, DT_FLAG_C_INTEGER)
  51 CREATE_MPI_DATATYPE(UNSIGNED, 11, unsigned int, DT_FLAG_C_INTEGER)
  52 CREATE_MPI_DATATYPE(UNSIGNED_LONG, 12, unsigned long, DT_FLAG_C_INTEGER)
  53 CREATE_MPI_DATATYPE(UNSIGNED_LONG_LONG, 13, unsigned long long, DT_FLAG_C_INTEGER)
  54 CREATE_MPI_DATATYPE(LONG_DOUBLE, 14, long double, DT_FLAG_FP)
  55 CREATE_MPI_DATATYPE(WCHAR, 15, wchar_t, DT_FLAG_BASIC)
  56 CREATE_MPI_DATATYPE(C_BOOL, 16, bool, DT_FLAG_LOGICAL)
  57 CREATE_MPI_DATATYPE(INT8_T, 17, int8_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  58 CREATE_MPI_DATATYPE(INT16_T, 18, int16_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  59 CREATE_MPI_DATATYPE(INT32_T, 19, int32_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  60 CREATE_MPI_DATATYPE(INT64_T, 20, int64_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  61 CREATE_MPI_DATATYPE(UINT8_T, 21, uint8_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  62 CREATE_MPI_DATATYPE(UINT16_T, 22, uint16_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  63 CREATE_MPI_DATATYPE(UINT32_T, 23, uint32_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  64 CREATE_MPI_DATATYPE(UINT64_T, 24, uint64_t, DT_FLAG_C_INTEGER)
  65 CREATE_MPI_DATATYPE(C_FLOAT_COMPLEX, 25, float _Complex, DT_FLAG_COMPLEX)
  66 CREATE_MPI_DATATYPE(C_DOUBLE_COMPLEX, 26, double _Complex, DT_FLAG_COMPLEX)
  67 CREATE_MPI_DATATYPE(C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, 27, long double _Complex, DT_FLAG_COMPLEX)
  68 CREATE_MPI_DATATYPE(AINT, 28, MPI_Aint, DT_FLAG_MULTILANG)
  69 CREATE_MPI_DATATYPE(OFFSET, 29, MPI_Offset, DT_FLAG_MULTILANG)
  70
  71 CREATE_MPI_DATATYPE(FLOAT_INT, 30, float_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  72 CREATE_MPI_DATATYPE(LONG_INT, 31, long_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  73 CREATE_MPI_DATATYPE(DOUBLE_INT, 32, double_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  74 CREATE_MPI_DATATYPE(SHORT_INT, 33, short_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  75 CREATE_MPI_DATATYPE(2INT, 34, int_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  76 CREATE_MPI_DATATYPE(2FLOAT, 35, float_float, DT_FLAG_REDUCTION)
  77 CREATE_MPI_DATATYPE(2DOUBLE, 36, double_double, DT_FLAG_REDUCTION)
  78 CREATE_MPI_DATATYPE(2LONG, 37, long_long, DT_FLAG_REDUCTION)
  79
  80 CREATE_MPI_DATATYPE(REAL, 38, float, DT_FLAG_FP)
  81 CREATE_MPI_DATATYPE(REAL4, 39, float, DT_FLAG_FP)
  82 CREATE_MPI_DATATYPE(REAL8, 40, double, DT_FLAG_FP)
  83 CREATE_MPI_DATATYPE(REAL16, 41, long double, DT_FLAG_FP)
  84 CREATE_MPI_DATATYPE(COMPLEX8, 42, float_float, DT_FLAG_COMPLEX)
  85 CREATE_MPI_DATATYPE(COMPLEX16, 43, double_double, DT_FLAG_COMPLEX)
  86 CREATE_MPI_DATATYPE(COMPLEX32, 44, double_double, DT_FLAG_COMPLEX)
  87 CREATE_MPI_DATATYPE(INTEGER1, 45, int, DT_FLAG_F_INTEGER)
  88 CREATE_MPI_DATATYPE(INTEGER2, 46, int16_t, DT_FLAG_F_INTEGER)
  89 CREATE_MPI_DATATYPE(INTEGER4, 47, int32_t, DT_FLAG_F_INTEGER)
  90 CREATE_MPI_DATATYPE(INTEGER8, 48, int64_t, DT_FLAG_F_INTEGER)
  91 CREATE_MPI_DATATYPE(INTEGER16, 49, integer128_t, DT_FLAG_F_INTEGER)
  92
  93 CREATE_MPI_DATATYPE(LONG_DOUBLE_INT, 50, long_double_int, DT_FLAG_REDUCTION)
  94 CREATE_MPI_DATATYPE(CXX_BOOL, 51, bool, DT_FLAG_LOGICAL)
  95 CREATE_MPI_DATATYPE(CXX_FLOAT_COMPLEX, 52, std::complex<float>, DT_FLAG_COMPLEX)
  96 CREATE_MPI_DATATYPE(CXX_DOUBLE_COMPLEX, 53, std::complex<double>, DT_FLAG_COMPLEX)
  97 CREATE_MPI_DATATYPE(CXX_LONG_DOUBLE_COMPLEX, 54, std::complex<long double>, DT_FLAG_COMPLEX)
  98
  99 CREATE_MPI_DATATYPE_NULL(UB, 55)
 100 CREATE_MPI_DATATYPE_NULL(LB, 56)
 101 CREATE_MPI_DATATYPE(PACKED, 57, char, DT_FLAG_PREDEFINED)
 102 // Internal use only
 103 CREATE_MPI_DATATYPE(PTR, 58, void*, DT_FLAG_PREDEFINED)
 104 CREATE_MPI_DATATYPE(COUNT, 59, long long, DT_FLAG_MULTILANG)
 105 MPI_Datatype MPI_PTR = &smpi_MPI_PTR;
 106
 107 namespace simgrid::smpi {
 108
 109 std::unordered_map<int, smpi_key_elem> Datatype::keyvals_; // required by the Keyval class implementation
 110 int Datatype::keyval_id_=0; // required by the Keyval class implementation
 111 Datatype::Datatype(int ident, int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags) : Datatype(size, lb, ub, flags)
 112 {
 113   id = std::to_string(ident);
 114 }
 115
 116 Datatype::Datatype(int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags) : size_(size), lb_(lb), ub_(ub), flags_(flags)
 117 {
 118   this->add_f();
 119 #if SIMGRID_HAVE_MC
 120   if(MC_is_active())
 121     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 122 #endif
 123 }
 124
 125 // for predefined types, so refcount_ = 0.
 126 Datatype::Datatype(const char* name, int ident, int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags)
 127     : name_(name), id(std::to_string(ident)), size_(size), lb_(lb), ub_(ub), flags_(flags), refcount_(0)
 128 {
 129   id2type_lookup.try_emplace(id, this);
 130 #if SIMGRID_HAVE_MC
 131   if(MC_is_active())
 132     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 133 #endif
 134 }
 135
 136 Datatype::Datatype(Datatype* datatype, int* ret)
 137     : size_(datatype->size_), lb_(datatype->lb_), ub_(datatype->ub_), flags_(datatype->flags_), duplicated_datatype_(datatype)
 138 {
 139   this->add_f();
 140   datatype->ref();
 141   *ret = this->copy_attrs(datatype);
 142 }
 143
 144 Datatype::~Datatype()
 145 {
 146   xbt_assert(refcount_ >= 0);
 147
 148   if(flags_ & DT_FLAG_PREDEFINED)
 149     return;
 150   //prevent further usage
 151   flags_ &= ~ DT_FLAG_COMMITED;
 152   if(duplicated_datatype_ != MPI_DATATYPE_NULL)
 153     unref(duplicated_datatype_);
 154   F2C::free_f(this->f2c_id());
 155   //if still used, mark for deletion
 156   if(refcount_!=0){
 157       flags_ |=DT_FLAG_DESTROYED;
 158       return;
 159   }
 160   cleanup_attr<Datatype>();
 161 }
 162
 163 int Datatype::copy_attrs(Datatype* datatype){
 164   flags_ &= ~DT_FLAG_PREDEFINED;
 165
 166   set_contents(MPI_COMBINER_DUP, 0, nullptr, 0, nullptr, 1, &datatype);
 167   for (auto const& [key, value] : datatype->attributes()) {
 168     auto elem_it = keyvals_.find(key);
 169     xbt_assert(elem_it != keyvals_.end(), "Keyval not found for Datatype: %d", key);
 170
 171     smpi_key_elem& elem = elem_it->second;
 172     int ret             = MPI_SUCCESS;
 173     int flag            = 0;
 174     void* value_out     = nullptr;
 175     if (elem.copy_fn.type_copy_fn == MPI_TYPE_DUP_FN) {
 176       value_out = value;
 177       flag      = 1;
 178     } else if (elem.copy_fn.type_copy_fn != MPI_NULL_COPY_FN) {
 179       ret = elem.copy_fn.type_copy_fn(datatype, key, elem.extra_state, value, &value_out, &flag);
 180     }
 181     if (ret != MPI_SUCCESS)
 182       return ret;
 183
 184     if (elem.copy_fn.type_copy_fn_fort != MPI_NULL_COPY_FN) {
 185       value_out = xbt_new(int, 1);
 186       if (*(int*)*elem.copy_fn.type_copy_fn_fort == 1) { // MPI_TYPE_DUP_FN
 187         memcpy(value_out, value, sizeof(int));
 188         flag = 1;
 189       } else { // not null, nor dup
 190         elem.copy_fn.type_copy_fn_fort(datatype, key, elem.extra_state, value, value_out, &flag, &ret);
 191       }
 192       if (ret != MPI_SUCCESS) {
 193         xbt_free(value_out);
 194         return ret;
 195       }
 196     }
 197     if (flag) {
 198       elem.refcount++;
 199       attributes().try_emplace(key, value_out);
 200     }
 201   }
 202   return MPI_SUCCESS;
 203 }
 204
 205 int Datatype::clone(MPI_Datatype* type){
 206   int ret;
 207   *type = new Datatype(this, &ret);
 208   return ret;
 209 }
 210
 211 void Datatype::ref()
 212 {
 213   refcount_++;
 214
 215 #if SIMGRID_HAVE_MC
 216   if(MC_is_active())
 217     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 218 #endif
 219 }
 220
 221 void Datatype::unref(MPI_Datatype datatype)
 222 {
 223   if (datatype->refcount_ > 0)
 224     datatype->refcount_--;
 225
 226 #if SIMGRID_HAVE_MC
 227   if(MC_is_active())
 228     MC_ignore(&datatype->refcount_, sizeof datatype->refcount_);
 229 #endif
 230
 231   if (datatype->refcount_ == 0 && not(datatype->flags_ & DT_FLAG_PREDEFINED))
 232     delete datatype;
 233 }
 234
 235 void Datatype::commit()
 236 {
 237   flags_ |= DT_FLAG_COMMITED;
 238 }
 239
 240 bool Datatype::is_valid() const
 241 {
 242   return (flags_ & DT_FLAG_COMMITED);
 243 }
 244
 245 bool Datatype::is_basic() const
 246 {
 247   return (flags_ & DT_FLAG_BASIC);
 248 }
 249
 250 MPI_Datatype Datatype::decode(const std::string& datatype_id)
 251 {
 252   return id2type_lookup.find(datatype_id)->second;
 253 }
 254
 255 void Datatype::addflag(int flag){
 256   flags_ &= flag;
 257 }
 258
 259 int Datatype::extent(MPI_Aint* lb, MPI_Aint* extent) const
 260 {
 261   *lb = lb_;
 262   *extent = ub_ - lb_;
 263   return MPI_SUCCESS;
 264 }
 265
 266 void Datatype::get_name(char* name, int* length) const
 267 {
 268   *length = static_cast<int>(name_.length());
 269   if (not name_.empty()) {
 270     name_.copy(name, *length);
 271     name[*length] = '\0';
 272   }
 273 }
 274
 275 void Datatype::set_name(const char* name)
 276 {
 277   name_ = name;
 278 }
 279
 280 int Datatype::pack(const void* inbuf, int incount, void* outbuf, int outcount, int* position, const Comm*)
 281 {
 282   if (outcount - *position < incount*static_cast<int>(size_))
 283     return MPI_ERR_OTHER;
 284   Datatype::copy(inbuf, incount, this, static_cast<char*>(outbuf) + *position, outcount, MPI_CHAR);
 285   *position += incount * size_;
 286   return MPI_SUCCESS;
 287 }
 288
 289 int Datatype::unpack(const void* inbuf, int insize, int* position, void* outbuf, int outcount, const Comm*)
 290 {
 291   if (outcount*static_cast<int>(size_)> insize)
 292     return MPI_ERR_OTHER;
 293   Datatype::copy(static_cast<const char*>(inbuf) + *position, insize, MPI_CHAR, outbuf, outcount, this);
 294   *position += outcount * size_;
 295   return MPI_SUCCESS;
 296 }
 297
 298 int Datatype::get_contents(int max_integers, int max_addresses, int max_datatypes, int* array_of_integers,
 299                            MPI_Aint* array_of_addresses, MPI_Datatype* array_of_datatypes) const
 300 {
 301   if(contents_==nullptr)
 302     return MPI_ERR_ARG;
 303   if (static_cast<unsigned>(max_integers) < contents_->integers_.size())
 304     return MPI_ERR_COUNT;
 305   std::copy(begin(contents_->integers_), end(contents_->integers_), array_of_integers);
 306   if (static_cast<unsigned>(max_addresses) < contents_->addresses_.size())
 307     return MPI_ERR_COUNT;
 308   std::copy(begin(contents_->addresses_), end(contents_->addresses_), array_of_addresses);
 309   if (static_cast<unsigned>(max_datatypes) < contents_->datatypes_.size())
 310     return MPI_ERR_COUNT;
 311   std::copy(begin(contents_->datatypes_), end(contents_->datatypes_), array_of_datatypes);
 312   for (auto& datatype : contents_->datatypes_)
 313     datatype->ref();
 314   return MPI_SUCCESS;
 315 }
 316
 317 int Datatype::get_envelope(int* num_integers, int* num_addresses, int* num_datatypes, int* combiner) const
 318 {
 319   if(contents_==nullptr){
 320     *num_integers = 0;
 321     *num_addresses = 0;
 322     *num_datatypes = 0;
 323     *combiner = MPI_COMBINER_NAMED;
 324   }else{
 325     *num_integers  = contents_->integers_.size();
 326     *num_addresses = contents_->addresses_.size();
 327     *num_datatypes = contents_->datatypes_.size();
 328     *combiner = contents_->combiner_;
 329   }
 330   return MPI_SUCCESS;
 331 }
 332
 333 int Datatype::copy(const void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount,
 334                    MPI_Datatype recvtype)
 335 {
 336   // FIXME Handle the case of a partial shared malloc.
 337
 338   smpi_switch_data_segment(simgrid::s4u::Actor::self());
 339
 340   /* First check if we really have something to do */
 341   size_t offset = 0;
 342   std::vector<std::pair<size_t, size_t>> private_blocks;
 343   if(smpi_is_shared(sendbuf,private_blocks,&offset)
 344        && (private_blocks.size()==1
 345        && (private_blocks[0].second - private_blocks[0].first)==(unsigned long)(sendcount * sendtype->get_extent()))){
 346     XBT_VERB("sendbuf is shared. Ignoring copies");
 347     return 0;
 348   }
 349   if(smpi_is_shared(recvbuf,private_blocks,&offset)
 350        && (private_blocks.size()==1
 351        && (private_blocks[0].second - private_blocks[0].first)==(unsigned long)(recvcount * recvtype->get_extent()))){
 352     XBT_VERB("recvbuf is shared. Ignoring copies");
 353     return 0;
 354   }
 355
 356   if (recvcount > 0 && recvbuf != sendbuf) {
 357     sendcount *= sendtype->size();
 358     recvcount *= recvtype->size();
 359     int count = sendcount < recvcount ? sendcount : recvcount;
 360     XBT_DEBUG("Copying %d bytes from %p to %p", count, sendbuf, recvbuf);
 361     if (not(sendtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED) && not(recvtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 362       if (not smpi_process()->replaying() && count > 0)
 363         memcpy(recvbuf, sendbuf, count);
 364     } else if (not(sendtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 365       recvtype->unserialize(sendbuf, recvbuf, count / recvtype->size(), MPI_REPLACE);
 366     } else if (not(recvtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 367       sendtype->serialize(sendbuf, recvbuf, count / sendtype->size());
 368     } else if(sendtype->size() != 0 && recvtype->size() != 0){
 369       void * buf_tmp = xbt_malloc(count);
 370       sendtype->serialize( sendbuf, buf_tmp,count/sendtype->size());
 371       recvtype->unserialize( buf_tmp, recvbuf,count/recvtype->size(), MPI_REPLACE);
 372       xbt_free(buf_tmp);
 373     }
 374   }
 375
 376   return sendcount > recvcount ? MPI_ERR_TRUNCATE : MPI_SUCCESS;
 377 }
 378
 379 //Default serialization method : memcpy.
 380 void Datatype::serialize(const void* noncontiguous_buf, void* contiguous_buf, int count)
 381 {
 382   auto* contiguous_buf_char          = static_cast<char*>(contiguous_buf);
 383   const auto* noncontiguous_buf_char = static_cast<const char*>(noncontiguous_buf) + lb_;
 384   memcpy(contiguous_buf_char, noncontiguous_buf_char, count*size_);
 385 }
 386
 387 void Datatype::unserialize(const void* contiguous_buf, void *noncontiguous_buf, int count, MPI_Op op){
 388   const auto* contiguous_buf_char = static_cast<const char*>(contiguous_buf);
 389   auto* noncontiguous_buf_char    = static_cast<char*>(noncontiguous_buf) + lb_;
 390   int n=count;
 391   if(op!=MPI_OP_NULL)
 392     op->apply( contiguous_buf_char, noncontiguous_buf_char, &n, this);
 393 }
 394
 395 int Datatype::create_contiguous(int count, MPI_Datatype old_type, MPI_Aint lb, MPI_Datatype* new_type){
 396   if(old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED){
 397     //handle this case as a hvector with stride equals to the extent of the datatype
 398     return create_hvector(count, 1, old_type->get_extent(), old_type, new_type);
 399   }
 400   if(count>0)
 401     *new_type = new Type_Contiguous(count * old_type->size(), lb, lb + count * old_type->size(),
 402                                    DT_FLAG_DERIVED, count, old_type);
 403   else
 404     *new_type = new Datatype(count * old_type->size(), lb, lb + count * old_type->size(),0);
 405   return MPI_SUCCESS;
 406 }
 407
 408 int Datatype::create_vector(int count, int block_length, int stride, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type)
 409 {
 410   int retval;
 411   if (block_length<0)
 412     return MPI_ERR_ARG;
 413   MPI_Aint lb = 0;
 414   MPI_Aint ub = 0;
 415   if(count>0){
 416     lb=old_type->lb();
 417     ub=((count-1)*stride+block_length-1)*old_type->get_extent()+old_type->ub();
 418   }
 419   if(old_type->flags() & DT_FLAG_DERIVED || stride != block_length){
 420     *new_type = new Type_Vector(old_type->size() * block_length * count, lb, ub, DT_FLAG_DERIVED, count, block_length,
 421                                 stride, old_type);
 422     retval=MPI_SUCCESS;
 423   }else{
 424     /* in this situation the data are contiguous thus it's not required to serialize and unserialize it*/
 425     *new_type =
 426         new Datatype(old_type->size() * block_length * count, 0,
 427                      old_type->size() * ((count - 1) * stride + block_length), DT_FLAG_CONTIGUOUS | DT_FLAG_DERIVED);
 428     const std::array<int, 3> ints = {{count, block_length, stride}};
 429     (*new_type)->set_contents(MPI_COMBINER_VECTOR, 3, ints.data(), 0, nullptr, 1, &old_type);
 430     retval=MPI_SUCCESS;
 431   }
 432   return retval;
 433 }
 434
 435
 436 int Datatype::create_hvector(int count, int block_length, MPI_Aint stride, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type)
 437 {
 438   int retval;
 439   if (block_length<0)
 440     return MPI_ERR_ARG;
 441   MPI_Aint lb = 0;
 442   MPI_Aint ub = 0;
 443   if(count>0){
 444     lb=old_type->lb();
 445     ub=((count-1)*stride)+(block_length-1)*old_type->get_extent()+old_type->ub();
 446   }
 447   if(old_type->flags() & DT_FLAG_DERIVED || stride != block_length*old_type->get_extent()){
 448     *new_type = new Type_Hvector(old_type->size() * block_length * count, lb, ub, DT_FLAG_DERIVED, count, block_length,
 449                                  stride, old_type);
 450     retval=MPI_SUCCESS;
 451   }else{
 452     /* in this situation the data are contiguous thus it's not required to serialize and unserialize it*/
 453     *new_type = new Datatype(old_type->size() * block_length * count, 0, old_type->size() * block_length * count,
 454                              DT_FLAG_CONTIGUOUS | DT_FLAG_DERIVED);
 455     const std::array<int, 2> ints = {{count, block_length}};
 456     (*new_type)->set_contents(MPI_COMBINER_HVECTOR, 2, ints.data(), 1, &stride, 1, &old_type);
 457     retval=MPI_SUCCESS;
 458   }
 459   return retval;
 460 }
 461
 462 int Datatype::create_indexed(int count, const int* block_lengths, const int* indices, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type){
 463   int size = 0;
 464   bool contiguous=true;
 465   MPI_Aint lb = 0;
 466   MPI_Aint ub = 0;
 467   if(count>0){
 468     lb=indices[0]*old_type->get_extent();
 469     ub=indices[0]*old_type->get_extent() + block_lengths[0]*old_type->ub();
 470   }
 471
 472   for (int i = 0; i < count; i++) {
 473     if (block_lengths[i] < 0)
 474       return MPI_ERR_ARG;
 475     size += block_lengths[i];
 476
 477     if(indices[i]*old_type->get_extent()+old_type->lb()<lb)
 478       lb = indices[i]*old_type->get_extent()+old_type->lb();
 479     if(indices[i]*old_type->get_extent()+block_lengths[i]*old_type->ub()>ub)
 480       ub = indices[i]*old_type->get_extent()+block_lengths[i]*old_type->ub();
 481
 482     if ( (i< count -1) && (indices[i]+block_lengths[i] != indices[i+1]) )
 483       contiguous=false;
 484   }
 485   if(old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED)
 486     contiguous=false;
 487
 488   if (not contiguous) {
 489     *new_type = new Type_Indexed(size * old_type->size(),lb,ub,
 490                                  DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA, count, block_lengths, indices, old_type);
 491   }else{
 492     Datatype::create_contiguous(size, old_type, lb, new_type);
 493   }
 494   return MPI_SUCCESS;
 495 }
 496
 497 int Datatype::create_hindexed(int count, const int* block_lengths, const MPI_Aint* indices, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type){
 498   int size = 0;
 499   bool contiguous=true;
 500   MPI_Aint lb = 0;
 501   MPI_Aint ub = 0;
 502   if(count>0){
 503     lb=indices[0] + old_type->lb();
 504     ub=indices[0] + block_lengths[0]*old_type->ub();
 505   }
 506   for (int i = 0; i < count; i++) {
 507     if (block_lengths[i] < 0)
 508       return MPI_ERR_ARG;
 509     size += block_lengths[i];
 510
 511     if(indices[i]+old_type->lb()<lb)
 512       lb = indices[i]+old_type->lb();
 513     if(indices[i]+block_lengths[i]*old_type->ub()>ub)
 514       ub = indices[i]+block_lengths[i]*old_type->ub();
 515
 516     if ((i < count - 1) && (indices[i] + static_cast<MPI_Aint>(old_type->size()) * block_lengths[i] != indices[i + 1]))
 517       contiguous=false;
 518   }
 519   if (old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED || lb!=0)
 520     contiguous=false;
 521
 522   if (not contiguous) {
 523     *new_type = new Type_Hindexed(size * old_type->size(),lb,ub,
 524                                    DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA, count, block_lengths, indices, old_type);
 525   }else{
 526     Datatype::create_contiguous(size, old_type, lb, new_type);
 527   }
 528   return MPI_SUCCESS;
 529 }
 530
 531 int Datatype::create_struct(int count, const int* block_lengths, const MPI_Aint* indices, const MPI_Datatype* old_types, MPI_Datatype* new_type){
 532   size_t size = 0;
 533   bool contiguous=true;
 534   size = 0;
 535   MPI_Aint lb = 0;
 536   MPI_Aint ub = 0;
 537   if(count>0){
 538     lb=indices[0] + old_types[0]->lb();
 539     ub=indices[0] + block_lengths[0]*old_types[0]->ub();
 540   }
 541   bool forced_lb=false;
 542   bool forced_ub=false;
 543   for (int i = 0; i < count; i++) {
 544     if (block_lengths[i]<0)
 545       return MPI_ERR_ARG;
 546     if (old_types[i]->flags_ & DT_FLAG_DERIVED)
 547       contiguous=false;
 548
 549     size += block_lengths[i]*old_types[i]->size();
 550     if (old_types[i]==MPI_LB){
 551       lb=indices[i];
 552       forced_lb=true;
 553     }
 554     if (old_types[i]==MPI_UB){
 555       ub=indices[i];
 556       forced_ub=true;
 557     }
 558
 559     if (not forced_lb && indices[i] + old_types[i]->lb() < lb)
 560       lb = indices[i];
 561     if (not forced_ub && indices[i] + block_lengths[i] * old_types[i]->ub() > ub)
 562       ub = indices[i]+block_lengths[i]*old_types[i]->ub();
 563
 564     if ((i < count - 1) &&
 565         (indices[i] + static_cast<MPI_Aint>(old_types[i]->size() * block_lengths[i]) != indices[i + 1]))
 566       contiguous=false;
 567   }
 568   if (not contiguous) {
 569     *new_type = new Type_Struct(size, lb,ub, DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA,
 570                                 count, block_lengths, indices, old_types);
 571   }else{
 572     Datatype::create_contiguous(size, MPI_CHAR, lb, new_type);
 573   }
 574   return MPI_SUCCESS;
 575 }
 576
 577 int Datatype::create_subarray(int ndims, const int* array_of_sizes,
 578                              const int* array_of_subsizes, const int* array_of_starts,
 579                              int order, MPI_Datatype oldtype, MPI_Datatype *newtype){
 580   MPI_Datatype tmp;
 581
 582   for (int i = 0; i < ndims; i++) {
 583     if (array_of_subsizes[i] > array_of_sizes[i]){
 584       XBT_WARN("subarray : array_of_subsizes > array_of_sizes for dim %d",i);
 585       return MPI_ERR_ARG;
 586     }
 587     if (array_of_starts[i] + array_of_subsizes[i] > array_of_sizes[i]){
 588       XBT_WARN("subarray : array_of_starts + array_of_subsizes > array_of_sizes for dim %d",i);
 589       return MPI_ERR_ARG;
 590     }
 591   }
 592
 593   MPI_Aint extent = oldtype->get_extent();
 594
 595   int i;
 596   int step;
 597   int end;
 598   if( order==MPI_ORDER_C ) {
 599       i = ndims - 1;
 600       step = -1;
 601       end = -1;
 602   } else {
 603       i = 0;
 604       step = 1;
 605       end = ndims;
 606   }
 607
 608   MPI_Aint size = (MPI_Aint)array_of_sizes[i] * (MPI_Aint)array_of_sizes[i+step];
 609   MPI_Aint lb = (MPI_Aint)array_of_starts[i] + (MPI_Aint)array_of_starts[i+step] *(MPI_Aint)array_of_sizes[i];
 610
 611   create_vector( array_of_subsizes[i+step], array_of_subsizes[i], array_of_sizes[i],
 612                                oldtype, newtype );
 613
 614   tmp = *newtype;
 615
 616   for( i += 2 * step; i != end; i += step ) {
 617       create_hvector( array_of_subsizes[i], 1, size * extent,
 618                                     tmp, newtype );
 619       unref(tmp);
 620       lb += size * array_of_starts[i];
 621       size *= array_of_sizes[i];
 622       tmp = *newtype;
 623   }
 624
 625   const MPI_Aint lbs = lb * extent;
 626   const int sizes    = 1;
 627   //handle LB and UB with a resized call
 628   create_hindexed(1, &sizes, &lbs, tmp, newtype);
 629   unref(tmp);
 630
 631   tmp = *newtype;
 632   create_resized(tmp, 0, extent, newtype);
 633
 634   unref(tmp);
 635   return MPI_SUCCESS;
 636 }
 637
 638 int Datatype::create_resized(MPI_Datatype oldtype,MPI_Aint lb, MPI_Aint extent, MPI_Datatype *newtype){
 639   const std::array<int, 3> blocks         = {{1, 1, 1}};
 640   const std::array<MPI_Aint, 3> disps     = {{lb, 0, lb + extent}};
 641   const std::array<MPI_Datatype, 3> types = {{MPI_LB, oldtype, MPI_UB}};
 642
 643   *newtype = new simgrid::smpi::Type_Struct(oldtype->size(), lb, lb + extent, DT_FLAG_DERIVED, 3, blocks.data(),
 644                                             disps.data(), types.data());
 645
 646   (*newtype)->addflag(~DT_FLAG_COMMITED);
 647   return MPI_SUCCESS;
 648 }
 649
 650 Datatype* Datatype::f2c(int id)
 651 {
 652   return static_cast<Datatype*>(F2C::f2c(id));
 653 }
 654
 655 } // namespace simgrid::smpi