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, const 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 #endif
 283
 284 /**
 285  * MPI_Reduce
 286  **/
 287 int SMPI_MPI_Reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count,
 288                 MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm)
 289 {
 290         int retval = MPI_SUCCESS;
 291         int rank;
 292         int size;
 293         int i;
 294         int tag = 0;
 295         smpi_mpi_request_t *requests;
 296         smpi_mpi_request_t request;
 297
 298         smpi_bench_end();
 299
 300         rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
 301         size = comm->size;
 302
 303         if (rank != root) {           // if i am not ROOT, simply send my buffer to root
 304
 305 #ifdef DEBUG_REDUCE
 306                 print_buffer_int(sendbuf, count, xbt_strdup("sndbuf"), rank);
 307 #endif
 308                 retval =
 309                         smpi_create_request(sendbuf, count, datatype, rank, root, tag, comm,
 310                                         &request);
 311                 smpi_mpi_isend(request);
 312                 smpi_mpi_wait(request, MPI_STATUS_IGNORE);
 313                 xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 314
 315         } else {
 316                 // i am the ROOT: wait for all buffers by creating one request by sender
 317                 int src;
 318                 requests = xbt_malloc((size-1) * sizeof(smpi_mpi_request_t));
 319
 320                 void **tmpbufs = xbt_malloc((size-1) * sizeof(void *));
 321                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 322                         // we need 1 buffer per request to store intermediate receptions
 323                         tmpbufs[i] = xbt_malloc(count * datatype->size);
 324                 }
 325                 // root: initiliaze recv buf with my own snd buf
 326                 memcpy(recvbuf, sendbuf, count * datatype->size * sizeof(char));
 327
 328                 // i can not use: 'request->forward = size-1;' (which would progagate size-1 receive reqs)
 329                 // since we should op values as soon as one receiving request matches.
 330                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 331                         // reminder: for smpi_create_request() the src is always the process sending.
 332                         src = i < root ? i : i + 1;
 333                         retval = smpi_create_request(tmpbufs[i], count, datatype,
 334                                         src, root, tag, comm, &(requests[i]));
 335                         if (NULL != requests[i] && MPI_SUCCESS == retval) {
 336                                 if (MPI_SUCCESS == retval) {
 337                                         smpi_mpi_irecv(requests[i]);
 338                                 }
 339                         }
 340                 }
 341                 // now, wait for completion of all irecv's.
 342                 for (i = 0; i < size-1; i++) {
 343                         int index = MPI_UNDEFINED;
 344                         smpi_mpi_waitany( size-1, requests, &index, MPI_STATUS_IGNORE);
 345 #ifdef DEBUG_REDUCE
 346                         printf ("MPI_Waitany() unblocked: root received (completes req[index=%d])\n",index);
 347                         print_buffer_int(tmpbufs[index], count, bprintf("tmpbufs[index=%d] (value received)", index),
 348                                         rank);
 349 #endif
 350
 351                         // arg 2 is modified
 352                         op->func(tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
 353 #ifdef DEBUG_REDUCE
 354                         print_buffer_int(recvbuf, count, xbt_strdup("rcvbuf"), rank);
 355 #endif
 356                         xbt_free(tmpbufs[index]);
 357                         /* FIXME: with the following line, it  generates an
 358                          * [xbt_ex/CRITICAL] Conditional list not empty 162518800.
 359                          */
 360                         // xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, requests[index]);
 361                 }
 362                 xbt_free(requests);
 363                 xbt_free(tmpbufs);
 364         }
 365         smpi_bench_begin();
 366         return retval;
 367 }
 368
 369 /**
 370  * MPI_Allreduce
 371  *
 372  * Same as MPI_REDUCE except that the result appears in the receive buffer of all the group members.
 373  **/
 374 int SMPI_MPI_Allreduce( void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype,
 375                          MPI_Op op, MPI_Comm comm );
 376 int SMPI_MPI_Allreduce( void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype,
 377                          MPI_Op op, MPI_Comm comm )
 378 {
 379   int retval = MPI_SUCCESS;
 380   int root=1;  // arbitrary choice
 381
 382   smpi_bench_end();
 383
 384   retval = SMPI_MPI_Reduce( sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm);
 385   if (MPI_SUCCESS != retval)
 386             return(retval);
 387
 388   retval = SMPI_MPI_Bcast( sendbuf, count, datatype, root, comm);
 389   smpi_bench_begin();
 390   return( retval );
 391 }
 392
 393
 394 /**
 395  * MPI_Scatter user entry point
 396  **/
 397 //int SMPI_MPI_Scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype datatype,
 398 //                       void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,int root,
 399 //                      MPI_Comm comm);
 400 int SMPI_MPI_Scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype datatype,
 401                          void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
 402                            int root, MPI_Comm comm)
 403 {
 404   int retval = MPI_SUCCESS;
 405   int i;
 406   int cnt=0;
 407   int rank;
 408   int tag=0;
 409   char *cbuf;  // to manipulate the void * buffers
 410   smpi_mpi_request_t *requests;
 411   smpi_mpi_request_t request;
 412   smpi_mpi_status_t status;
 413
 414
 415   smpi_bench_end();
 416
 417   rank = smpi_mpi_comm_rank(comm);
 418
 419   requests = xbt_malloc((comm->size-1) * sizeof(smpi_mpi_request_t));
 420   if (rank == root) {
 421             // i am the root: distribute my sendbuf
 422             for (i=0; i < comm->size; i++) {
 423                                   cbuf = sendbuf;
 424                                   cbuf += i*sendcount*datatype->size;
 425                         if ( i!=root ) { // send to processes ...
 426
 427                                   retval = smpi_create_request((void *)cbuf, sendcount,
 428                                                         datatype, root, i, tag, comm, &(requests[cnt++]));
 429                                   if (NULL != requests[cnt] && MPI_SUCCESS == retval) {
 430                                             if (MPI_SUCCESS == retval) {
 431                                                         smpi_mpi_isend(requests[cnt]);
 432                                             }
 433                                   }
 434                                   cnt++;
 435                         }
 436                         else { // ... except if it's me.
 437                                   memcpy(recvbuf, (void *)cbuf, recvcount*recvtype->size*sizeof(char));
 438                         }
 439             }
 440             for(i=0; i<cnt; i++) { // wait for send to complete
 441                             /* FIXME: waitall() should be slightly better */
 442                             smpi_mpi_wait(requests[i], &status);
 443                             xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, requests[i]);
 444
 445             }
 446   }
 447   else {  // i am a non-root process: wait data from the root
 448             retval = smpi_create_request(recvbuf,recvcount,
 449                                   recvtype, root, rank, tag, comm, &request);
 450             if (NULL != request && MPI_SUCCESS == retval) {
 451                         if (MPI_SUCCESS == retval) {
 452                                   smpi_mpi_irecv(request);
 453                         }
 454             }
 455             smpi_mpi_wait(request, &status);
 456             xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 457   }
 458   xbt_free(requests);
 459
 460   smpi_bench_begin();
 461
 462   return retval;
 463 }
 464
 465
 466
 467
 468
 469
 470 // used by comm_split to sort ranks based on key values
 471 int smpi_compare_rankkeys(const void *a, const void *b);
 472 int smpi_compare_rankkeys(const void *a, const void *b)
 473 {
 474   int *x = (int *) a;
 475   int *y = (int *) b;
 476
 477   if (x[1] < y[1])
 478     return -1;
 479
 480   if (x[1] == y[1]) {
 481     if (x[0] < y[0])
 482       return -1;
 483     if (x[0] == y[0])
 484       return 0;
 485     return 1;
 486   }
 487
 488   return 1;
 489 }
 490
 491 int SMPI_MPI_Comm_split(MPI_Comm comm, int color, int key,
 492                         MPI_Comm * comm_out)
 493 {
 494   int retval = MPI_SUCCESS;
 495
 496   int index, rank;
 497   smpi_mpi_request_t request;
 498   int colorkey[2];
 499   smpi_mpi_status_t status;
 500
 501   smpi_bench_end();
 502
 503   // FIXME: need to test parameters
 504
 505   index = smpi_process_index();
 506   rank = comm->index_to_rank_map[index];
 507
 508   // default output
 509   comm_out = NULL;
 510
 511   // root node does most of the real work
 512   if (0 == rank) {
 513     int colormap[comm->size];
 514     int keymap[comm->size];
 515     int rankkeymap[comm->size * 2];
 516     int i, j;
 517     smpi_mpi_communicator_t tempcomm = NULL;
 518     int count;
 519     int indextmp;
 520
 521     colormap[0] = color;
 522     keymap[0] = key;
 523
 524     // FIXME: use scatter/gather or similar instead of individual comms
 525     for (i = 1; i < comm->size; i++) {
 526       retval = smpi_create_request(colorkey, 2, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE,
 527                                    rank, MPI_ANY_TAG, comm, &request);
 528       smpi_mpi_irecv(request);
 529       smpi_mpi_wait(request, &status);
 530       colormap[status.MPI_SOURCE] = colorkey[0];
 531       keymap[status.MPI_SOURCE] = colorkey[1];
 532       xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 533     }
 534
 535     for (i = 0; i < comm->size; i++) {
 536       if (MPI_UNDEFINED == colormap[i]) {
 537         continue;
 538       }
 539       // make a list of nodes with current color and sort by keys
 540       count = 0;
 541       for (j = i; j < comm->size; j++) {
 542         if (colormap[i] == colormap[j]) {
 543           colormap[j] = MPI_UNDEFINED;
 544           rankkeymap[count * 2] = j;
 545           rankkeymap[count * 2 + 1] = keymap[j];
 546           count++;
 547         }
 548       }
 549       qsort(rankkeymap, count, sizeof(int) * 2, &smpi_compare_rankkeys);
 550
 551       // new communicator
 552       tempcomm = xbt_new(s_smpi_mpi_communicator_t, 1);
 553       tempcomm->barrier_count = 0;
 554       tempcomm->size = count;
 555       tempcomm->barrier_mutex = SIMIX_mutex_init();
 556       tempcomm->barrier_cond = SIMIX_cond_init();
 557       tempcomm->rank_to_index_map = xbt_new(int, count);
 558       tempcomm->index_to_rank_map = xbt_new(int, smpi_global->process_count);
 559       for (j = 0; j < smpi_global->process_count; j++) {
 560         tempcomm->index_to_rank_map[j] = -1;
 561       }
 562       for (j = 0; j < count; j++) {
 563         indextmp = comm->rank_to_index_map[rankkeymap[j * 2]];
 564         tempcomm->rank_to_index_map[j] = indextmp;
 565         tempcomm->index_to_rank_map[indextmp] = j;
 566       }
 567       for (j = 0; j < count; j++) {
 568         if (rankkeymap[j * 2]) {
 569           retval = smpi_create_request(&j, 1, MPI_INT, 0,
 570                                        rankkeymap[j * 2], 0, comm, &request);
 571           request->data = tempcomm;
 572           smpi_mpi_isend(request);
 573           smpi_mpi_wait(request, &status);
 574           xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 575         } else {
 576           *comm_out = tempcomm;
 577         }
 578       }
 579     }
 580   } else {
 581     colorkey[0] = color;
 582     colorkey[1] = key;
 583     retval = smpi_create_request(colorkey, 2, MPI_INT, rank, 0, 0, comm,
 584                                  &request);
 585     smpi_mpi_isend(request);
 586     smpi_mpi_wait(request, &status);
 587     xbt_mallocator_release(smpi_global->request_mallocator, request);
 588     if (MPI_UNDEFINED != color) {
 589       retval = smpi_create_request(colorkey, 1, MPI_INT, 0, rank, 0, comm,
 590                                    &request);
 591       smpi_mpi_irecv(request);
 592       smpi_mpi_wait(request, &status);
 593       *comm_out = request->data;
 594     }
 595   }
 596
 597   smpi_bench_begin();
 598
 599   return retval;
 600 }
 601
 602 double SMPI_MPI_Wtime(void)
 603 {
 604   return (SIMIX_get_clock());
 605 }
 606
 607