src/smpi/include/smpi_file.hpp

   1 /* Copyright (c) 2010-2020. 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 : public F2C{
  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, const 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, const Info* info);
  61   MPI_Errhandler errhandler();
  62   void set_errhandler( MPI_Errhandler errhandler);
  63   static File* f2c(int id);
  64 };
  65
  66   /* Read_all, Write_all : loosely based on */
  67   /* @article{Thakur:1996:ETM:245875.245879,*/
  68   /* author = {Thakur, Rajeev and Choudhary, Alok},*/
  69   /* title = {An Extended Two-phase Method for Accessing Sections of Out-of-core Arrays},*/
  70   /* journal = {Sci. Program.},*/
  71   /* issue_date = {Winter 1996},*/
  72   /* pages = {301--317},*/
  73   /* }*/
  74   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)>
  75   int File::op_all(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status){
  76     //get min and max offsets from everyone.
  77     int size =  comm_->size();
  78     int rank = comm_-> rank();
  79     MPI_Offset min_offset = file_->tell();
  80     MPI_Offset max_offset = min_offset + count * datatype->get_extent();//cheating, as we don't care about exact data location, we can skip extent
  81     MPI_Offset* min_offsets = new MPI_Offset[size];
  82     MPI_Offset* max_offsets = new MPI_Offset[size];
  83     simgrid::smpi::colls::allgather(&min_offset, 1, MPI_OFFSET, min_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  84     simgrid::smpi::colls::allgather(&max_offset, 1, MPI_OFFSET, max_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  85     MPI_Offset min=min_offset;
  86     MPI_Offset max=max_offset;
  87     MPI_Offset tot= 0;
  88     int empty=1;
  89     for(int i=0;i<size;i++){
  90       if(min_offsets[i]!=max_offsets[i])
  91         empty=0;
  92       tot+=(max_offsets[i]-min_offsets[i]);
  93       if(min_offsets[i]<min)
  94         min=min_offsets[i];
  95       if(max_offsets[i]>max)
  96         max=max_offsets[i];
  97     }
  98
  99     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my offsets to read : %lld:%lld, global min and max %lld:%lld", min_offset, max_offset, min, max);
 100     if(empty==1){
 101       delete[] min_offsets;
 102       delete[] max_offsets;
 103       status->count=0;
 104       return MPI_SUCCESS;
 105     }
 106     MPI_Offset total = max-min;
 107     if(total==tot && (datatype->flags() & DT_FLAG_CONTIGUOUS)){
 108       delete[] min_offsets;
 109       delete[] max_offsets;
 110       //contiguous. Just have each proc perform its read
 111       if(status != MPI_STATUS_IGNORE)
 112         status->count=count * datatype->size();
 113       return T(this,buf,count,datatype, status);
 114     }
 115
 116     //Interleaved case : How much do I need to read, and whom to send it ?
 117     MPI_Offset my_chunk_start=(max-min+1)/size*rank;
 118     MPI_Offset my_chunk_end=((max-min+1)/size*(rank+1));
 119     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my chunks to read : %lld:%lld", my_chunk_start, my_chunk_end);
 120     int* send_sizes = new int[size];
 121     int* recv_sizes = new int[size];
 122     int* send_disps = new int[size];
 123     int* recv_disps = new int[size];
 124     int total_sent=0;
 125     for(int i=0;i<size;i++){
 126       send_sizes[i]=0;
 127       send_disps[i]=0;//cheat to avoid issues when send>recv as we use recv buffer
 128       if((my_chunk_start>=min_offsets[i] && my_chunk_start < max_offsets[i])||
 129           ((my_chunk_end<=max_offsets[i]) && my_chunk_end> min_offsets[i])){
 130         send_sizes[i]=(std::min(max_offsets[i]-1, my_chunk_end-1)-std::max(min_offsets[i], my_chunk_start));
 131         // store min and max offset to actually read
 132         min_offset=std::min(min_offset, min_offsets[i]);
 133         total_sent+=send_sizes[i];
 134         XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to send %d bytes to %d", send_sizes[i], i);
 135       }
 136     }
 137     min_offset=std::max(min_offset, my_chunk_start);
 138
 139     //merge the ranges of every process
 140     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> ranges;
 141     for(int i=0; i<size; ++i)
 142       ranges.push_back(std::make_pair(min_offsets[i],max_offsets[i]));
 143     std::sort(ranges.begin(), ranges.end());
 144     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> chunks;
 145     chunks.push_back(ranges[0]);
 146
 147     unsigned int nchunks=0;
 148     unsigned int i=1;
 149     while(i < ranges.size()){
 150       if(ranges[i].second>chunks[nchunks].second){
 151         // else range included - ignore
 152         if(ranges[i].first>chunks[nchunks].second){
 153           //new disjoint range
 154           chunks.push_back(ranges[i]);
 155           nchunks++;
 156         } else {
 157           //merge ranges
 158           chunks[nchunks].second=ranges[i].second;
 159         }
 160       }
 161       i++;
 162     }
 163     //what do I need to read ?
 164     MPI_Offset totreads=0;
 165     for(i=0; i<chunks.size();i++){
 166       if(chunks[i].second < my_chunk_start)
 167         continue;
 168       else if (chunks[i].first > my_chunk_end)
 169         continue;
 170       else
 171         totreads += (std::min(chunks[i].second, my_chunk_end-1)-std::max(chunks[i].first, my_chunk_start));
 172     }
 173     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to access %lld from my chunk", totreads);
 174
 175     unsigned char* sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(total_sent);
 176
 177     if(totreads>0){
 178       seek(min_offset, MPI_SEEK_SET);
 179       T(this,sendbuf,totreads/datatype->size(),datatype, status);
 180     }
 181     simgrid::smpi::colls::alltoall(send_sizes, 1, MPI_INT, recv_sizes, 1, MPI_INT, comm_);
 182     int total_recv=0;
 183     for(int i=0;i<size;i++){
 184       recv_disps[i]=total_recv;
 185       total_recv+=recv_sizes[i];
 186     }
 187     //Set buf value to avoid copying dumb data
 188     simgrid::smpi::colls::alltoallv(sendbuf, send_sizes, send_disps, MPI_BYTE, buf, recv_sizes, recv_disps, MPI_BYTE,
 189                                     comm_);
 190     if(status!=MPI_STATUS_IGNORE)
 191       status->count=count * datatype->size();
 192     smpi_free_tmp_buffer(sendbuf);
 193     delete[] send_sizes;
 194     delete[] recv_sizes;
 195     delete[] send_disps;
 196     delete[] recv_disps;
 197     delete[] min_offsets;
 198     delete[] max_offsets;
 199     return MPI_SUCCESS;
 200   }
 201 }
 202 }
 203
 204 #endif