src/smpi/mpi/smpi_datatype.cpp

   1 /* smpi_datatype.cpp -- MPI primitives to handle datatypes                  */
   2 /* Copyright (c) 2009-2021. 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
 108 namespace simgrid{
 109 namespace smpi{
 110
 111 std::unordered_map<int, smpi_key_elem> Datatype::keyvals_; // required by the Keyval class implementation
 112 int Datatype::keyval_id_=0; // required by the Keyval class implementation
 113 Datatype::Datatype(int ident, int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags) : Datatype(size, lb, ub, flags)
 114 {
 115   id = std::to_string(ident);
 116 }
 117
 118 Datatype::Datatype(int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags) : size_(size), lb_(lb), ub_(ub), flags_(flags)
 119 {
 120   this->add_f();
 121 #if SIMGRID_HAVE_MC
 122   if(MC_is_active())
 123     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 124 #endif
 125 }
 126
 127 // for predefined types, so refcount_ = 0.
 128 Datatype::Datatype(const char* name, int ident, int size, MPI_Aint lb, MPI_Aint ub, int flags)
 129     : name_(name), id(std::to_string(ident)), size_(size), lb_(lb), ub_(ub), flags_(flags), refcount_(0)
 130 {
 131   id2type_lookup.insert({id, this});
 132 #if SIMGRID_HAVE_MC
 133   if(MC_is_active())
 134     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 135 #endif
 136 }
 137
 138 Datatype::Datatype(Datatype* datatype, int* ret)
 139     : size_(datatype->size_), lb_(datatype->lb_), ub_(datatype->ub_), flags_(datatype->flags_), duplicated_datatype_(datatype)
 140 {
 141   this->add_f();
 142   datatype->ref();
 143   *ret = this->copy_attrs(datatype);
 144 }
 145
 146 Datatype::~Datatype()
 147 {
 148   xbt_assert(refcount_ >= 0);
 149
 150   if(flags_ & DT_FLAG_PREDEFINED)
 151     return;
 152   //prevent further usage
 153   flags_ &= ~ DT_FLAG_COMMITED;
 154   if(duplicated_datatype_ != MPI_DATATYPE_NULL)
 155     unref(duplicated_datatype_);
 156   F2C::free_f(this->f2c_id());
 157   //if still used, mark for deletion
 158   if(refcount_!=0){
 159       flags_ |=DT_FLAG_DESTROYED;
 160       return;
 161   }
 162   cleanup_attr<Datatype>();
 163 }
 164
 165 int Datatype::copy_attrs(Datatype* datatype){
 166   flags_ &= ~DT_FLAG_PREDEFINED;
 167
 168   set_contents(MPI_COMBINER_DUP, 0, nullptr, 0, nullptr, 1, &datatype);
 169   for (auto const& it : datatype->attributes()) {
 170     auto elem_it = keyvals_.find(it.first);
 171     xbt_assert(elem_it != keyvals_.end(), "Keyval not found for Datatype: %d", it.first);
 172
 173     smpi_key_elem& elem = elem_it->second;
 174     int ret             = MPI_SUCCESS;
 175     int flag            = 0;
 176     void* value_out     = nullptr;
 177     if (elem.copy_fn.type_copy_fn == MPI_TYPE_DUP_FN) {
 178       value_out = it.second;
 179       flag      = 1;
 180     } else if (elem.copy_fn.type_copy_fn != MPI_NULL_COPY_FN) {
 181       ret = elem.copy_fn.type_copy_fn(datatype, it.first, elem.extra_state, it.second, &value_out, &flag);
 182     }
 183     if (elem.copy_fn.type_copy_fn_fort != MPI_NULL_COPY_FN) {
 184       value_out = xbt_new(int, 1);
 185       if (*(int*)*elem.copy_fn.type_copy_fn_fort == 1) { // MPI_TYPE_DUP_FN
 186         memcpy(value_out, it.second, sizeof(int));
 187         flag = 1;
 188       } else { // not null, nor dup
 189         elem.copy_fn.type_copy_fn_fort(datatype, it.first, elem.extra_state, it.second, value_out, &flag, &ret);
 190       }
 191       if (ret != MPI_SUCCESS)
 192         xbt_free(value_out);
 193     }
 194     if (ret != MPI_SUCCESS)
 195       return ret;
 196     if (flag) {
 197       elem.refcount++;
 198       attributes().emplace(it.first, value_out);
 199     }
 200   }
 201   return MPI_SUCCESS;
 202 }
 203
 204 int Datatype::clone(MPI_Datatype* type){
 205   int ret;
 206   *type = new Datatype(this, &ret);
 207   return ret;
 208 }
 209
 210 void Datatype::ref()
 211 {
 212   refcount_++;
 213
 214 #if SIMGRID_HAVE_MC
 215   if(MC_is_active())
 216     MC_ignore(&refcount_, sizeof refcount_);
 217 #endif
 218 }
 219
 220 void Datatype::unref(MPI_Datatype datatype)
 221 {
 222   if (datatype->refcount_ > 0)
 223     datatype->refcount_--;
 224
 225 #if SIMGRID_HAVE_MC
 226   if(MC_is_active())
 227     MC_ignore(&datatype->refcount_, sizeof datatype->refcount_);
 228 #endif
 229
 230   if (datatype->refcount_ == 0 && not(datatype->flags_ & DT_FLAG_PREDEFINED))
 231     delete datatype;
 232 }
 233
 234 void Datatype::commit()
 235 {
 236   flags_ |= DT_FLAG_COMMITED;
 237 }
 238
 239 bool Datatype::is_valid() const
 240 {
 241   return (flags_ & DT_FLAG_COMMITED);
 242 }
 243
 244 bool Datatype::is_basic() const
 245 {
 246   return (flags_ & DT_FLAG_BASIC);
 247 }
 248
 249 bool Datatype::is_replayable() const
 250 {
 251   return (simgrid::instr::trace_format == simgrid::instr::TraceFormat::Ti) &&
 252          ((this == MPI_BYTE) || (this == MPI_DOUBLE) || (this == MPI_INT) || (this == MPI_CHAR) ||
 253           (this == MPI_SHORT) || (this == MPI_LONG) || (this == MPI_FLOAT));
 254 }
 255
 256 MPI_Datatype Datatype::decode(const std::string& datatype_id)
 257 {
 258   return id2type_lookup.find(datatype_id)->second;
 259 }
 260
 261 void Datatype::addflag(int flag){
 262   flags_ &= flag;
 263 }
 264
 265 int Datatype::extent(MPI_Aint* lb, MPI_Aint* extent) const
 266 {
 267   *lb = lb_;
 268   *extent = ub_ - lb_;
 269   return MPI_SUCCESS;
 270 }
 271
 272 void Datatype::get_name(char* name, int* length) const
 273 {
 274   *length = static_cast<int>(name_.length());
 275   if (not name_.empty()) {
 276     name_.copy(name, *length);
 277     name[*length] = '\0';
 278   }
 279 }
 280
 281 void Datatype::set_name(const char* name)
 282 {
 283   name_ = name;
 284 }
 285
 286 int Datatype::pack(const void* inbuf, int incount, void* outbuf, int outcount, int* position, const Comm*)
 287 {
 288   if (outcount - *position < incount*static_cast<int>(size_))
 289     return MPI_ERR_OTHER;
 290   Datatype::copy(inbuf, incount, this, static_cast<char*>(outbuf) + *position, outcount, MPI_CHAR);
 291   *position += incount * size_;
 292   return MPI_SUCCESS;
 293 }
 294
 295 int Datatype::unpack(const void* inbuf, int insize, int* position, void* outbuf, int outcount, const Comm*)
 296 {
 297   if (outcount*static_cast<int>(size_)> insize)
 298     return MPI_ERR_OTHER;
 299   Datatype::copy(static_cast<const char*>(inbuf) + *position, insize, MPI_CHAR, outbuf, outcount, this);
 300   *position += outcount * size_;
 301   return MPI_SUCCESS;
 302 }
 303
 304 int Datatype::get_contents(int max_integers, int max_addresses, int max_datatypes, int* array_of_integers,
 305                            MPI_Aint* array_of_addresses, MPI_Datatype* array_of_datatypes) const
 306 {
 307   if(contents_==nullptr)
 308     return MPI_ERR_ARG;
 309   if (static_cast<unsigned>(max_integers) < contents_->integers_.size())
 310     return MPI_ERR_COUNT;
 311   std::copy(begin(contents_->integers_), end(contents_->integers_), array_of_integers);
 312   if (static_cast<unsigned>(max_addresses) < contents_->addresses_.size())
 313     return MPI_ERR_COUNT;
 314   std::copy(begin(contents_->addresses_), end(contents_->addresses_), array_of_addresses);
 315   if (static_cast<unsigned>(max_datatypes) < contents_->datatypes_.size())
 316     return MPI_ERR_COUNT;
 317   std::copy(begin(contents_->datatypes_), end(contents_->datatypes_), array_of_datatypes);
 318   std::for_each(begin(contents_->datatypes_), end(contents_->datatypes_), std::mem_fn(&Datatype::ref));
 319   return MPI_SUCCESS;
 320 }
 321
 322 int Datatype::get_envelope(int* num_integers, int* num_addresses, int* num_datatypes, int* combiner) const
 323 {
 324   if(contents_==nullptr){
 325     *num_integers = 0;
 326     *num_addresses = 0;
 327     *num_datatypes = 0;
 328     *combiner = MPI_COMBINER_NAMED;
 329   }else{
 330     *num_integers  = contents_->integers_.size();
 331     *num_addresses = contents_->addresses_.size();
 332     *num_datatypes = contents_->datatypes_.size();
 333     *combiner = contents_->combiner_;
 334   }
 335   return MPI_SUCCESS;
 336 }
 337
 338 int Datatype::copy(const void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount,
 339                    MPI_Datatype recvtype)
 340 {
 341   // FIXME Handle the case of a partial shared malloc.
 342
 343   if (smpi_cfg_privatization() == SmpiPrivStrategies::MMAP) {
 344     smpi_switch_data_segment(simgrid::s4u::Actor::self());
 345   }
 346   /* First check if we really have something to do */
 347   size_t offset = 0;
 348   std::vector<std::pair<size_t, size_t>> private_blocks;
 349   if(smpi_is_shared(sendbuf,private_blocks,&offset)
 350        && (private_blocks.size()==1
 351        && (private_blocks[0].second - private_blocks[0].first)==(unsigned long)(sendcount * sendtype->get_extent()))){
 352     XBT_VERB("sendbuf is shared. Ignoring copies");
 353     return 0;
 354   }
 355   if(smpi_is_shared(recvbuf,private_blocks,&offset)
 356        && (private_blocks.size()==1
 357        && (private_blocks[0].second - private_blocks[0].first)==(unsigned long)(recvcount * recvtype->get_extent()))){
 358     XBT_VERB("recvbuf is shared. Ignoring copies");
 359     return 0;
 360   }
 361
 362   if (recvcount > 0 && recvbuf != sendbuf) {
 363     sendcount *= sendtype->size();
 364     recvcount *= recvtype->size();
 365     int count = sendcount < recvcount ? sendcount : recvcount;
 366     XBT_DEBUG("Copying %d bytes from %p to %p", count, sendbuf, recvbuf);
 367     if (not(sendtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED) && not(recvtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 368       if (not smpi_process()->replaying() && count > 0)
 369         memcpy(recvbuf, sendbuf, count);
 370     } else if (not(sendtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 371       recvtype->unserialize(sendbuf, recvbuf, count / recvtype->size(), MPI_REPLACE);
 372     } else if (not(recvtype->flags() & DT_FLAG_DERIVED)) {
 373       sendtype->serialize(sendbuf, recvbuf, count / sendtype->size());
 374     } else if(sendtype->size() != 0 && recvtype->size() != 0){
 375       void * buf_tmp = xbt_malloc(count);
 376       sendtype->serialize( sendbuf, buf_tmp,count/sendtype->size());
 377       recvtype->unserialize( buf_tmp, recvbuf,count/recvtype->size(), MPI_REPLACE);
 378       xbt_free(buf_tmp);
 379     }
 380   }
 381
 382   return sendcount > recvcount ? MPI_ERR_TRUNCATE : MPI_SUCCESS;
 383 }
 384
 385 //Default serialization method : memcpy.
 386 void Datatype::serialize(const void* noncontiguous_buf, void* contiguous_buf, int count)
 387 {
 388   auto* contiguous_buf_char          = static_cast<char*>(contiguous_buf);
 389   const auto* noncontiguous_buf_char = static_cast<const char*>(noncontiguous_buf) + lb_;
 390   memcpy(contiguous_buf_char, noncontiguous_buf_char, count*size_);
 391 }
 392
 393 void Datatype::unserialize(const void* contiguous_buf, void *noncontiguous_buf, int count, MPI_Op op){
 394   const auto* contiguous_buf_char = static_cast<const char*>(contiguous_buf);
 395   auto* noncontiguous_buf_char    = static_cast<char*>(noncontiguous_buf) + lb_;
 396   int n=count;
 397   if(op!=MPI_OP_NULL)
 398     op->apply( contiguous_buf_char, noncontiguous_buf_char, &n, this);
 399 }
 400
 401 int Datatype::create_contiguous(int count, MPI_Datatype old_type, MPI_Aint lb, MPI_Datatype* new_type){
 402   if(old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED){
 403     //handle this case as a hvector with stride equals to the extent of the datatype
 404     return create_hvector(count, 1, old_type->get_extent(), old_type, new_type);
 405   }
 406   if(count>0)
 407     *new_type = new Type_Contiguous(count * old_type->size(), lb, lb + count * old_type->size(),
 408                                    DT_FLAG_DERIVED, count, old_type);
 409   else
 410     *new_type = new Datatype(count * old_type->size(), lb, lb + count * old_type->size(),0);
 411   return MPI_SUCCESS;
 412 }
 413
 414 int Datatype::create_vector(int count, int block_length, int stride, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type)
 415 {
 416   int retval;
 417   if (block_length<0)
 418     return MPI_ERR_ARG;
 419   MPI_Aint lb = 0;
 420   MPI_Aint ub = 0;
 421   if(count>0){
 422     lb=old_type->lb();
 423     ub=((count-1)*stride+block_length-1)*old_type->get_extent()+old_type->ub();
 424   }
 425   if(old_type->flags() & DT_FLAG_DERIVED || stride != block_length){
 426     *new_type = new Type_Vector(count * block_length * old_type->size(), lb, ub, DT_FLAG_DERIVED, count, block_length,
 427                                 stride, old_type);
 428     retval=MPI_SUCCESS;
 429   }else{
 430     /* in this situation the data are contiguous thus it's not required to serialize and unserialize it*/
 431     *new_type = new Datatype(count * block_length * old_type->size(), 0, ((count -1) * stride + block_length)*
 432                          old_type->size(), DT_FLAG_CONTIGUOUS|DT_FLAG_DERIVED);
 433     const std::array<int, 3> ints = {{count, block_length, stride}};
 434     (*new_type)->set_contents(MPI_COMBINER_VECTOR, 3, ints.data(), 0, nullptr, 1, &old_type);
 435     retval=MPI_SUCCESS;
 436   }
 437   return retval;
 438 }
 439
 440
 441 int Datatype::create_hvector(int count, int block_length, MPI_Aint stride, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type)
 442 {
 443   int retval;
 444   if (block_length<0)
 445     return MPI_ERR_ARG;
 446   MPI_Aint lb = 0;
 447   MPI_Aint ub = 0;
 448   if(count>0){
 449     lb=old_type->lb();
 450     ub=((count-1)*stride)+(block_length-1)*old_type->get_extent()+old_type->ub();
 451   }
 452   if(old_type->flags() & DT_FLAG_DERIVED || stride != block_length*old_type->get_extent()){
 453     *new_type = new Type_Hvector(count * block_length * old_type->size(), lb, ub, DT_FLAG_DERIVED, count, block_length,
 454                                  stride, old_type);
 455     retval=MPI_SUCCESS;
 456   }else{
 457     /* in this situation the data are contiguous thus it's not required to serialize and unserialize it*/
 458     *new_type = new Datatype(count * block_length * old_type->size(), 0, count * block_length * old_type->size(), DT_FLAG_CONTIGUOUS|DT_FLAG_DERIVED);
 459     const std::array<int, 2> ints = {{count, block_length}};
 460     (*new_type)->set_contents(MPI_COMBINER_HVECTOR, 2, ints.data(), 1, &stride, 1, &old_type);
 461     retval=MPI_SUCCESS;
 462   }
 463   return retval;
 464 }
 465
 466 int Datatype::create_indexed(int count, const int* block_lengths, const int* indices, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type){
 467   int size = 0;
 468   bool contiguous=true;
 469   MPI_Aint lb = 0;
 470   MPI_Aint ub = 0;
 471   if(count>0){
 472     lb=indices[0]*old_type->get_extent();
 473     ub=indices[0]*old_type->get_extent() + block_lengths[0]*old_type->ub();
 474   }
 475
 476   for (int i = 0; i < count; i++) {
 477     if (block_lengths[i] < 0)
 478       return MPI_ERR_ARG;
 479     size += block_lengths[i];
 480
 481     if(indices[i]*old_type->get_extent()+old_type->lb()<lb)
 482       lb = indices[i]*old_type->get_extent()+old_type->lb();
 483     if(indices[i]*old_type->get_extent()+block_lengths[i]*old_type->ub()>ub)
 484       ub = indices[i]*old_type->get_extent()+block_lengths[i]*old_type->ub();
 485
 486     if ( (i< count -1) && (indices[i]+block_lengths[i] != indices[i+1]) )
 487       contiguous=false;
 488   }
 489   if(old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED)
 490     contiguous=false;
 491
 492   if (not contiguous) {
 493     *new_type = new Type_Indexed(size * old_type->size(),lb,ub,
 494                                  DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA, count, block_lengths, indices, old_type);
 495   }else{
 496     Datatype::create_contiguous(size, old_type, lb, new_type);
 497   }
 498   return MPI_SUCCESS;
 499 }
 500
 501 int Datatype::create_hindexed(int count, const int* block_lengths, const MPI_Aint* indices, MPI_Datatype old_type, MPI_Datatype* new_type){
 502   int size = 0;
 503   bool contiguous=true;
 504   MPI_Aint lb = 0;
 505   MPI_Aint ub = 0;
 506   if(count>0){
 507     lb=indices[0] + old_type->lb();
 508     ub=indices[0] + block_lengths[0]*old_type->ub();
 509   }
 510   for (int i = 0; i < count; i++) {
 511     if (block_lengths[i] < 0)
 512       return MPI_ERR_ARG;
 513     size += block_lengths[i];
 514
 515     if(indices[i]+old_type->lb()<lb)
 516       lb = indices[i]+old_type->lb();
 517     if(indices[i]+block_lengths[i]*old_type->ub()>ub)
 518       ub = indices[i]+block_lengths[i]*old_type->ub();
 519
 520     if ( (i< count -1) && (indices[i]+block_lengths[i]*(static_cast<int>(old_type->size())) != indices[i+1]) )
 521       contiguous=false;
 522   }
 523   if (old_type->flags_ & DT_FLAG_DERIVED || lb!=0)
 524     contiguous=false;
 525
 526   if (not contiguous) {
 527     *new_type = new Type_Hindexed(size * old_type->size(),lb,ub,
 528                                    DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA, count, block_lengths, indices, old_type);
 529   }else{
 530     Datatype::create_contiguous(size, old_type, lb, new_type);
 531   }
 532   return MPI_SUCCESS;
 533 }
 534
 535 int Datatype::create_struct(int count, const int* block_lengths, const MPI_Aint* indices, const MPI_Datatype* old_types, MPI_Datatype* new_type){
 536   size_t size = 0;
 537   bool contiguous=true;
 538   size = 0;
 539   MPI_Aint lb = 0;
 540   MPI_Aint ub = 0;
 541   if(count>0){
 542     lb=indices[0] + old_types[0]->lb();
 543     ub=indices[0] + block_lengths[0]*old_types[0]->ub();
 544   }
 545   bool forced_lb=false;
 546   bool forced_ub=false;
 547   for (int i = 0; i < count; i++) {
 548     if (block_lengths[i]<0)
 549       return MPI_ERR_ARG;
 550     if (old_types[i]->flags_ & DT_FLAG_DERIVED)
 551       contiguous=false;
 552
 553     size += block_lengths[i]*old_types[i]->size();
 554     if (old_types[i]==MPI_LB){
 555       lb=indices[i];
 556       forced_lb=true;
 557     }
 558     if (old_types[i]==MPI_UB){
 559       ub=indices[i];
 560       forced_ub=true;
 561     }
 562
 563     if (not forced_lb && indices[i] + old_types[i]->lb() < lb)
 564       lb = indices[i];
 565     if (not forced_ub && indices[i] + block_lengths[i] * old_types[i]->ub() > ub)
 566       ub = indices[i]+block_lengths[i]*old_types[i]->ub();
 567
 568     if ( (i< count -1) && (indices[i]+block_lengths[i]*static_cast<int>(old_types[i]->size()) != indices[i+1]) )
 569       contiguous=false;
 570   }
 571   if (not contiguous) {
 572     *new_type = new Type_Struct(size, lb,ub, DT_FLAG_DERIVED|DT_FLAG_DATA,
 573                                 count, block_lengths, indices, old_types);
 574   }else{
 575     Datatype::create_contiguous(size, MPI_CHAR, lb, new_type);
 576   }
 577   return MPI_SUCCESS;
 578 }
 579
 580 int Datatype::create_subarray(int ndims, const int* array_of_sizes,
 581                              const int* array_of_subsizes, const int* array_of_starts,
 582                              int order, MPI_Datatype oldtype, MPI_Datatype *newtype){
 583   MPI_Datatype tmp;
 584
 585   for (int i = 0; i < ndims; i++) {
 586     if (array_of_subsizes[i] > array_of_sizes[i]){
 587       XBT_WARN("subarray : array_of_subsizes > array_of_sizes for dim %d",i);
 588       return MPI_ERR_ARG;
 589     }
 590     if (array_of_starts[i] + array_of_subsizes[i] > array_of_sizes[i]){
 591       XBT_WARN("subarray : array_of_starts + array_of_subsizes > array_of_sizes for dim %d",i);
 592       return MPI_ERR_ARG;
 593     }
 594   }
 595
 596   MPI_Aint extent = oldtype->get_extent();
 597
 598   int i;
 599   int step;
 600   int end;
 601   if( order==MPI_ORDER_C ) {
 602       i = ndims - 1;
 603       step = -1;
 604       end = -1;
 605   } else {
 606       i = 0;
 607       step = 1;
 608       end = ndims;
 609   }
 610
 611   MPI_Aint size = (MPI_Aint)array_of_sizes[i] * (MPI_Aint)array_of_sizes[i+step];
 612   MPI_Aint lb = (MPI_Aint)array_of_starts[i] + (MPI_Aint)array_of_starts[i+step] *(MPI_Aint)array_of_sizes[i];
 613
 614   create_vector( array_of_subsizes[i+step], array_of_subsizes[i], array_of_sizes[i],
 615                                oldtype, newtype );
 616
 617   tmp = *newtype;
 618
 619   for( i += 2 * step; i != end; i += step ) {
 620       create_hvector( array_of_subsizes[i], 1, size * extent,
 621                                     tmp, newtype );
 622       unref(tmp);
 623       lb += size * array_of_starts[i];
 624       size *= array_of_sizes[i];
 625       tmp = *newtype;
 626   }
 627
 628   const MPI_Aint lbs = lb * extent;
 629   const int sizes    = 1;
 630   //handle LB and UB with a resized call
 631   create_hindexed(1, &sizes, &lbs, tmp, newtype);
 632   unref(tmp);
 633
 634   tmp = *newtype;
 635   create_resized(tmp, 0, extent, newtype);
 636
 637   unref(tmp);
 638   return MPI_SUCCESS;
 639 }
 640
 641 int Datatype::create_resized(MPI_Datatype oldtype,MPI_Aint lb, MPI_Aint extent, MPI_Datatype *newtype){
 642   const std::array<int, 3> blocks         = {{1, 1, 1}};
 643   const std::array<MPI_Aint, 3> disps     = {{lb, 0, lb + extent}};
 644   const std::array<MPI_Datatype, 3> types = {{MPI_LB, oldtype, MPI_UB}};
 645
 646   *newtype = new simgrid::smpi::Type_Struct(oldtype->size(), lb, lb + extent, DT_FLAG_DERIVED, 3, blocks.data(),
 647                                             disps.data(), types.data());
 648
 649   (*newtype)->addflag(~DT_FLAG_COMMITED);
 650   return MPI_SUCCESS;
 651 }
 652
 653 Datatype* Datatype::f2c(int id)
 654 {
 655   return static_cast<Datatype*>(F2C::f2c(id));
 656 }
 657
 658 } // namespace smpi
 659 } // namespace simgrid