src/smpi/smpi_base.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2015. 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 #include <xbt/config.hpp>
   8 #include <algorithm>
   9
  10 #include "private.h"
  11 #include "xbt/virtu.h"
  12 #include "mc/mc.h"
  13 #include "src/mc/mc_replay.h"
  14 #include "xbt/replay.h"
  15 #include <errno.h>
  16 #include "src/simix/smx_private.h"
  17 #include "surf/surf.h"
  18 #include "simgrid/sg_config.h"
  19 #include "smpi/smpi_utils.hpp"
  20 #include "colls/colls.h"
  21 #include <simgrid/s4u/host.hpp>
  22
  23 #include "src/kernel/activity/SynchroComm.hpp"
  24
  25 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_base, smpi, "Logging specific to SMPI (base)");
  26
  27 extern void (*smpi_comm_copy_data_callback) (smx_activity_t, void*, size_t);
  28
  29
  30 static int match_recv(void* a, void* b, smx_activity_t ignored) {
  31   MPI_Request ref = static_cast<MPI_Request>(a);
  32   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(b);
  33   XBT_DEBUG("Trying to match a recv of src %d against %d, tag %d against %d",ref->src,req->src, ref->tag, req->tag);
  34
  35   xbt_assert(ref, "Cannot match recv against null reference");
  36   xbt_assert(req, "Cannot match recv against null request");
  37   if((ref->src == MPI_ANY_SOURCE || req->src == ref->src)
  38     && ((ref->tag == MPI_ANY_TAG && req->tag >=0) || req->tag == ref->tag)){
  39     //we match, we can transfer some values
  40     if(ref->src == MPI_ANY_SOURCE)
  41       ref->real_src = req->src;
  42     if(ref->tag == MPI_ANY_TAG)
  43       ref->real_tag = req->tag;
  44     if(ref->real_size < req->real_size)
  45       ref->truncated = 1;
  46     if(req->detached==1)
  47       ref->detached_sender=req; //tie the sender to the receiver, as it is detached and has to be freed in the receiver
  48     XBT_DEBUG("match succeeded");
  49     return 1;
  50   }else return 0;
  51 }
  52
  53 static int match_send(void* a, void* b,smx_activity_t ignored) {
  54   MPI_Request ref = static_cast<MPI_Request>(a);
  55   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(b);
  56   XBT_DEBUG("Trying to match a send of src %d against %d, tag %d against %d",ref->src,req->src, ref->tag, req->tag);
  57   xbt_assert(ref, "Cannot match send against null reference");
  58   xbt_assert(req, "Cannot match send against null request");
  59
  60   if((req->src == MPI_ANY_SOURCE || req->src == ref->src)
  61       && ((req->tag == MPI_ANY_TAG && ref->tag >=0)|| req->tag == ref->tag)){
  62     if(req->src == MPI_ANY_SOURCE)
  63       req->real_src = ref->src;
  64     if(req->tag == MPI_ANY_TAG)
  65       req->real_tag = ref->tag;
  66     if(req->real_size < ref->real_size)
  67       req->truncated = 1;
  68     if(ref->detached==1)
  69       req->detached_sender=ref; //tie the sender to the receiver, as it is detached and has to be freed in the receiver
  70     XBT_DEBUG("match succeeded");
  71     return 1;
  72   } else
  73     return 0;
  74 }
  75
  76 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_os_values;
  77 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_or_values;
  78 std::vector<s_smpi_factor_t> smpi_ois_values;
  79
  80 static simgrid::config::Flag<double> smpi_wtime_sleep(
  81   "smpi/wtime", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Wtime", 0.0);
  82 static simgrid::config::Flag<double> smpi_init_sleep(
  83   "smpi/init", "Time to inject inside a call to MPI_Init", 0.0);
  84 static simgrid::config::Flag<double> smpi_iprobe_sleep(
  85   "smpi/iprobe", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Iprobe", 1e-4);
  86 static simgrid::config::Flag<double> smpi_test_sleep(
  87   "smpi/test", "Minimum time to inject inside a call to MPI_Test", 1e-4);
  88
  89
  90 static double smpi_os(size_t size)
  91 {
  92   if (smpi_os_values.empty()) {
  93     smpi_os_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/os"));
  94   }
  95   double current=smpi_os_values.empty()?0.0:smpi_os_values[0].values[0]+smpi_os_values[0].values[1]*size;
  96   // Iterate over all the sections that were specified and find the right
  97   // value. (fact.factor represents the interval sizes; we want to find the
  98   // section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
  99   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
 100   for (auto& fact : smpi_os_values) {
 101     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously computed value of current!
 102       XBT_DEBUG("os : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 103       return current;
 104     }else{
 105       // If the next section is too large, the current section must be used.
 106       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 107       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 108     }
 109   }
 110   XBT_DEBUG("Searching for smpi/os: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
 111
 112   return current;
 113 }
 114
 115 static double smpi_ois(size_t size)
 116 {
 117   if (smpi_ois_values.empty()) {
 118     smpi_ois_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/ois"));
 119   }
 120   double current=smpi_ois_values.empty()?0.0:smpi_ois_values[0].values[0]+smpi_ois_values[0].values[1]*size;
 121   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
 122   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
 123   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
 124   for (auto& fact : smpi_ois_values) {
 125     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously  computed value of current!
 126       XBT_DEBUG("ois : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 127       return current;
 128     }else{
 129       // If the next section is too large, the current section must be used.
 130       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 131       current = fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 132     }
 133   }
 134   XBT_DEBUG("Searching for smpi/ois: %zu is larger than the largest boundary, return %.10f", size, current);
 135
 136   return current;
 137 }
 138
 139 static double smpi_or(size_t size)
 140 {
 141   if (smpi_or_values.empty()) {
 142     smpi_or_values = parse_factor(xbt_cfg_get_string("smpi/or"));
 143   }
 144
 145   double current=smpi_or_values.empty()?0.0:smpi_or_values.front().values[0]+smpi_or_values.front().values[1]*size;
 146
 147   // Iterate over all the sections that were specified and find the right value. (fact.factor represents the interval
 148   // sizes; we want to find the section that has fact.factor <= size and no other such fact.factor <= size)
 149   // Note: parse_factor() (used before) already sorts the vector we iterate over!
 150   for (auto fact : smpi_or_values) {
 151     if (size <= fact.factor) { // Values already too large, use the previously computed value of current!
 152       XBT_DEBUG("or : %zu <= %zu return %.10f", size, fact.factor, current);
 153       return current;
 154     } else {
 155       // If the next section is too large, the current section must be used.
 156       // Hence, save the cost, as we might have to use it.
 157       current=fact.values[0]+fact.values[1]*size;
 158     }
 159   }
 160   XBT_DEBUG("smpi_or: %zu is larger than largest boundary, return %.10f", size, current);
 161
 162   return current;
 163 }
 164
 165 void smpi_mpi_init() {
 166   if(smpi_init_sleep > 0)
 167     simcall_process_sleep(smpi_init_sleep);
 168 }
 169
 170 double smpi_mpi_wtime(){
 171   double time;
 172   if (smpi_process_initialized() != 0 && smpi_process_finalized() == 0 && smpi_process_get_sampling() == 0) {
 173     smpi_bench_end();
 174     time = SIMIX_get_clock();
 175     // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
 176     //     while (MPI_Wtime(...) < time_limit) {
 177     //       ....
 178     //     }
 179     // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Wtime
 180     // are made -> deadlock (MPI_Wtime never reaches the time limit)
 181     if(smpi_wtime_sleep > 0)
 182       simcall_process_sleep(smpi_wtime_sleep);
 183     smpi_bench_begin();
 184   } else {
 185     time = SIMIX_get_clock();
 186   }
 187   return time;
 188 }
 189
 190 static MPI_Request build_request(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 191                                  unsigned flags)
 192 {
 193   MPI_Request request = nullptr;
 194
 195   void *old_buf = nullptr;
 196
 197   request = xbt_new(s_smpi_mpi_request_t, 1);
 198
 199   s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
 200
 201   if((((flags & RECV) != 0) && ((flags & ACCUMULATE) !=0)) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
 202     // This part handles the problem of non-contiguous memory
 203     old_buf = buf;
 204     buf = count==0 ? nullptr : xbt_malloc(count*smpi_datatype_size(datatype));
 205     if ((datatype->sizeof_substruct != 0) && ((flags & SEND) != 0)) {
 206       subtype->serialize(old_buf, buf, count, datatype->substruct);
 207     }
 208   }
 209
 210   request->buf      = buf;
 211   // This part handles the problem of non-contiguous memory (for the unserialisation at the reception)
 212   request->old_buf  = old_buf;
 213   request->old_type = datatype;
 214
 215   request->size = smpi_datatype_size(datatype) * count;
 216   smpi_datatype_use(datatype);
 217   request->src  = src;
 218   request->dst  = dst;
 219   request->tag  = tag;
 220   request->comm = comm;
 221   smpi_comm_use(request->comm);
 222   request->action          = nullptr;
 223   request->flags           = flags;
 224   request->detached        = 0;
 225   request->detached_sender = nullptr;
 226   request->real_src        = 0;
 227   request->truncated       = 0;
 228   request->real_size       = 0;
 229   request->real_tag        = 0;
 230   if (flags & PERSISTENT)
 231     request->refcount = 1;
 232   else
 233     request->refcount = 0;
 234   request->op   = MPI_REPLACE;
 235   request->send = 0;
 236   request->recv = 0;
 237
 238   return request;
 239 }
 240
 241 void smpi_empty_status(MPI_Status * status)
 242 {
 243   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 244     status->MPI_SOURCE = MPI_ANY_SOURCE;
 245     status->MPI_TAG = MPI_ANY_TAG;
 246     status->MPI_ERROR = MPI_SUCCESS;
 247     status->count=0;
 248   }
 249 }
 250
 251 static void smpi_mpi_request_free_voidp(void* request)
 252 {
 253   MPI_Request req = static_cast<MPI_Request>(request);
 254   smpi_mpi_request_free(&req);
 255 }
 256
 257 /* MPI Low level calls */
 258 MPI_Request smpi_mpi_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 259 {
 260   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 261   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 262                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SEND | PREPARED);
 263   return request;
 264 }
 265
 266 MPI_Request smpi_mpi_ssend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 267 {
 268   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 269   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 270                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, PERSISTENT | SSEND | SEND | PREPARED);
 271   return request;
 272 }
 273
 274 MPI_Request smpi_mpi_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
 275 {
 276   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 277   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,
 278                           src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE : smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src),
 279                           smpi_process_index(), tag, comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 280   return request;
 281 }
 282
 283 void smpi_mpi_start(MPI_Request request)
 284 {
 285   smx_mailbox_t mailbox;
 286
 287   xbt_assert(request->action == nullptr, "Cannot (re-)start unfinished communication");
 288   request->flags &= ~PREPARED;
 289   request->flags &= ~FINISHED;
 290   request->refcount++;
 291
 292   if ((request->flags & RECV) != 0) {
 293     print_request("New recv", request);
 294
 295     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
 296
 297     xbt_mutex_t mut = smpi_process_mailboxes_mutex();
 298     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
 299       xbt_mutex_acquire(mut);
 300
 301     if (async_small_thresh == 0 && (request->flags & RMA) == 0 ) {
 302       mailbox = smpi_process_mailbox();
 303     }
 304     else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) {
 305       //We have to check both mailboxes (because SSEND messages are sent to the large mbox).
 306       //begin with the more appropriate one : the small one.
 307       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 308       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted in the small mailbox %p (in case of SSEND)?", mailbox);
 309       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv,
 310                                                   static_cast<void*>(request));
 311
 312       if (action == nullptr) {
 313         mailbox = smpi_process_mailbox();
 314         XBT_DEBUG("No, nothing in the small mailbox test the other one : %p", mailbox);
 315         action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, static_cast<void*>(request));
 316         if (action == nullptr) {
 317           XBT_DEBUG("Still nothing, switch back to the small mailbox : %p", mailbox);
 318           mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 319         }
 320       } else {
 321         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the large mailbox");
 322       }
 323     } else {
 324       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 325       XBT_DEBUG("Is there a corresponding send already posted the small mailbox?");
 326       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv, (void*)request);
 327
 328       if (action == nullptr) {
 329         XBT_DEBUG("No, nothing in the permanent receive mailbox");
 330         mailbox = smpi_process_mailbox();
 331       } else {
 332         XBT_DEBUG("yes there was something for us in the small mailbox");
 333       }
 334     }
 335
 336     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
 337     request->real_size=request->size;
 338     request->action = simcall_comm_irecv(SIMIX_process_self(), mailbox, request->buf, &request->real_size, &match_recv,
 339                                          ! smpi_process_get_replaying()? smpi_comm_copy_data_callback
 340                                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request, -1.0);
 341     XBT_DEBUG("recv simcall posted");
 342
 343     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0 )
 344       xbt_mutex_release(mut);
 345   } else { /* the RECV flag was not set, so this is a send */
 346     int receiver = request->dst;
 347
 348     int rank = request->src;
 349     if (TRACE_smpi_view_internals()) {
 350       TRACE_smpi_send(rank, rank, receiver, request->tag, request->size);
 351     }
 352     print_request("New send", request);
 353
 354     void* buf = request->buf;
 355     if ((request->flags & SSEND) == 0 && ( (request->flags & RMA) != 0
 356         || static_cast<int>(request->size) < xbt_cfg_get_int("smpi/send-is-detached-thresh") ) ) {
 357       void *oldbuf = nullptr;
 358       request->detached = 1;
 359       XBT_DEBUG("Send request %p is detached", request);
 360       request->refcount++;
 361       if(request->old_type->sizeof_substruct == 0){
 362         oldbuf = request->buf;
 363         if (!smpi_process_get_replaying() && oldbuf != nullptr && request->size!=0){
 364           if((smpi_privatize_global_variables != 0)
 365             && (static_cast<char*>(request->buf) >= smpi_start_data_exe)
 366             && (static_cast<char*>(request->buf) < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
 367             XBT_DEBUG("Privatization : We are sending from a zone inside global memory. Switch data segment ");
 368             smpi_switch_data_segment(request->src);
 369           }
 370           buf = xbt_malloc(request->size);
 371           memcpy(buf,oldbuf,request->size);
 372           XBT_DEBUG("buf %p copied into %p",oldbuf,buf);
 373         }
 374       }
 375     }
 376
 377     //if we are giving back the control to the user without waiting for completion, we have to inject timings
 378     double sleeptime = 0.0;
 379     if(request->detached != 0 || ((request->flags & (ISEND|SSEND)) != 0)){// issend should be treated as isend
 380       //isend and send timings may be different
 381       sleeptime = ((request->flags & ISEND) != 0) ? smpi_ois(request->size) : smpi_os(request->size);
 382     }
 383
 384     if(sleeptime > 0.0){
 385       simcall_process_sleep(sleeptime);
 386       XBT_DEBUG("sending size of %zu : sleep %f ", request->size, sleeptime);
 387     }
 388
 389     int async_small_thresh = xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh");
 390
 391     xbt_mutex_t mut=smpi_process_remote_mailboxes_mutex(receiver);
 392
 393     if (async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) != 0)
 394       xbt_mutex_acquire(mut);
 395
 396     if (!(async_small_thresh != 0 || (request->flags & RMA) !=0)) {
 397       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 398     } else if (((request->flags & RMA) != 0) || static_cast<int>(request->size) < async_small_thresh) { // eager mode
 399       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 400       XBT_DEBUG("Is there a corresponding recv already posted in the large mailbox %p?", mailbox);
 401       smx_activity_t action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send,
 402                                                   static_cast<void*>(request));
 403       if (action == nullptr) {
 404         if ((request->flags & SSEND) == 0){
 405           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
 406           XBT_DEBUG("No, nothing in the large mailbox, message is to be sent on the small one %p", mailbox);
 407         } else {
 408           mailbox = smpi_process_remote_mailbox_small(receiver);
 409           XBT_DEBUG("SSEND : Is there a corresponding recv already posted in the small mailbox %p?", mailbox);
 410           action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 1,request->dst, request->tag, &match_send, static_cast<void*>(request));
 411           if (action == nullptr) {
 412             XBT_DEBUG("No, we are first, send to large mailbox");
 413             mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 414           }
 415         }
 416       } else {
 417         XBT_DEBUG("Yes there was something for us in the large mailbox");
 418       }
 419     } else {
 420       mailbox = smpi_process_remote_mailbox(receiver);
 421       XBT_DEBUG("Send request %p is in the large mailbox %p (buf: %p)",mailbox, request,request->buf);
 422     }
 423
 424     // we make a copy here, as the size is modified by simix, and we may reuse the request in another receive later
 425     request->real_size=request->size;
 426     request->action = simcall_comm_isend(SIMIX_process_from_PID(request->src+1), mailbox, request->size, -1.0,
 427                                          buf, request->real_size, &match_send,
 428                          &xbt_free_f, // how to free the userdata if a detached send fails
 429                          !smpi_process_get_replaying() ? smpi_comm_copy_data_callback
 430                          : &smpi_comm_null_copy_buffer_callback, request,
 431                          // detach if msg size < eager/rdv switch limit
 432                          request->detached);
 433     XBT_DEBUG("send simcall posted");
 434
 435     /* FIXME: detached sends are not traceable (request->action == nullptr) */
 436     if (request->action != nullptr)
 437       simcall_set_category(request->action, TRACE_internal_smpi_get_category());
 438
 439     if (async_small_thresh != 0 || ((request->flags & RMA)!=0))
 440       xbt_mutex_release(mut);
 441   }
 442 }
 443
 444 void smpi_mpi_startall(int count, MPI_Request * requests)
 445 {
 446   if(requests== nullptr)
 447     return;
 448
 449   for(int i = 0; i < count; i++) {
 450     smpi_mpi_start(requests[i]);
 451   }
 452 }
 453
 454 void smpi_mpi_request_free(MPI_Request * request)
 455 {
 456   if((*request) != MPI_REQUEST_NULL){
 457     (*request)->refcount--;
 458     if((*request)->refcount<0) xbt_die("wrong refcount");
 459
 460     if((*request)->refcount==0){
 461         smpi_datatype_unuse((*request)->old_type);
 462         smpi_comm_unuse((*request)->comm);
 463         print_request("Destroying", (*request));
 464         xbt_free(*request);
 465         *request = MPI_REQUEST_NULL;
 466     }else{
 467       print_request("Decrementing", (*request));
 468     }
 469   }else{
 470     xbt_die("freeing an already free request");
 471   }
 472 }
 473
 474 MPI_Request smpi_rma_send_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 475                                MPI_Op op)
 476 {
 477   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 478   if(op==MPI_OP_NULL){
 479     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, src, dst, tag,
 480                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
 481   }else{
 482     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 483                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED | ACCUMULATE);
 484     request->op = op;
 485   }
 486   return request;
 487 }
 488
 489 MPI_Request smpi_rma_recv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int dst, int tag, MPI_Comm comm,
 490                                MPI_Op op)
 491 {
 492   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 493   if(op==MPI_OP_NULL){
 494     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 495                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 496   }else{
 497     request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype,  src, dst, tag,
 498                             comm, RMA | NON_PERSISTENT | RECV | PREPARED | ACCUMULATE);
 499     request->op = op;
 500   }
 501   return request;
 502 }
 503
 504 MPI_Request smpi_isend_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 505 {
 506   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 507   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf , count, datatype, smpi_process_index(),
 508                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, PERSISTENT | ISEND | SEND | PREPARED);
 509   return request;
 510 }
 511
 512 MPI_Request smpi_mpi_isend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 513 {
 514   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 515   request =  build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 516                            smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SEND);
 517   smpi_mpi_start(request);
 518   return request;
 519 }
 520
 521 MPI_Request smpi_mpi_issend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 522 {
 523   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 524   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 525                         smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag,comm, NON_PERSISTENT | ISEND | SSEND | SEND);
 526   smpi_mpi_start(request);
 527   return request;
 528 }
 529
 530 MPI_Request smpi_irecv_init(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
 531 {
 532   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 533   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 534                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag,
 535                           comm, PERSISTENT | RECV | PREPARED);
 536   return request;
 537 }
 538
 539 MPI_Request smpi_mpi_irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm)
 540 {
 541   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 542   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, src == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 543                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src), smpi_process_index(), tag, comm,
 544                           NON_PERSISTENT | RECV);
 545   smpi_mpi_start(request);
 546   return request;
 547 }
 548
 549 void smpi_mpi_recv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
 550 {
 551   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 552   request = smpi_mpi_irecv(buf, count, datatype, src, tag, comm);
 553   smpi_mpi_wait(&request, status);
 554   request = nullptr;
 555 }
 556
 557 void smpi_mpi_send(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 558 {
 559   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 560   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 561                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SEND);
 562
 563   smpi_mpi_start(request);
 564   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 565   request = nullptr;
 566 }
 567
 568 void smpi_mpi_ssend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm)
 569 {
 570   MPI_Request request = nullptr; /* MC needs the comm to be set to nullptr during the call */
 571   request = build_request(buf==MPI_BOTTOM ? nullptr : buf, count, datatype, smpi_process_index(),
 572                           smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst), tag, comm, NON_PERSISTENT | SSEND | SEND);
 573
 574   smpi_mpi_start(request);
 575   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 576   request = nullptr;
 577 }
 578
 579 void smpi_mpi_sendrecv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,int dst, int sendtag,
 580                        void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int src, int recvtag,
 581                        MPI_Comm comm, MPI_Status * status)
 582 {
 583   MPI_Request requests[2];
 584   MPI_Status stats[2];
 585   int myid=smpi_process_index();
 586   if ((smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), dst) == myid) && (smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), src) == myid)){
 587       smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
 588       return;
 589   }
 590   requests[0] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, dst, sendtag, comm);
 591   requests[1] = smpi_irecv_init(recvbuf, recvcount, recvtype, src, recvtag, comm);
 592   smpi_mpi_startall(2, requests);
 593   smpi_mpi_waitall(2, requests, stats);
 594   smpi_mpi_request_free(&requests[0]);
 595   smpi_mpi_request_free(&requests[1]);
 596   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 597     // Copy receive status
 598     *status = stats[1];
 599   }
 600 }
 601
 602 int smpi_mpi_get_count(MPI_Status * status, MPI_Datatype datatype)
 603 {
 604   return status->count / smpi_datatype_size(datatype);
 605 }
 606
 607 static void finish_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
 608 {
 609   MPI_Request req = *request;
 610   smpi_empty_status(status);
 611
 612   if(!((req->detached != 0) && ((req->flags & SEND) != 0)) && ((req->flags & PREPARED) == 0)){
 613     if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 614       int src = req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src;
 615       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(req->comm), src);
 616       status->MPI_TAG = req->tag == MPI_ANY_TAG ? req->real_tag : req->tag;
 617       status->MPI_ERROR = req->truncated != 0 ? MPI_ERR_TRUNCATE : MPI_SUCCESS;
 618       // this handles the case were size in receive differs from size in send
 619       status->count = req->real_size;
 620     }
 621
 622     print_request("Finishing", req);
 623     MPI_Datatype datatype = req->old_type;
 624
 625     if(((req->flags & ACCUMULATE) != 0) || (datatype->sizeof_substruct != 0)){
 626       if (!smpi_process_get_replaying()){
 627         if( smpi_privatize_global_variables != 0 && (static_cast<char*>(req->old_buf) >= smpi_start_data_exe)
 628             && ((char*)req->old_buf < smpi_start_data_exe + smpi_size_data_exe )){
 629             XBT_VERB("Privatization : We are unserializing to a zone in global memory - Switch data segment ");
 630             smpi_switch_data_segment(smpi_process_index());
 631         }
 632       }
 633
 634       if(datatype->sizeof_substruct != 0){
 635         // This part handles the problem of non-contignous memory the unserialization at the reception
 636         s_smpi_subtype_t *subtype = static_cast<s_smpi_subtype_t*>(datatype->substruct);
 637         if(req->flags & RECV)
 638           subtype->unserialize(req->buf, req->old_buf, req->real_size/smpi_datatype_size(datatype) ,
 639                                datatype->substruct, req->op);
 640         xbt_free(req->buf);
 641       }else if(req->flags & RECV){//apply op on contiguous buffer for accumulate
 642           int n =req->real_size/smpi_datatype_size(datatype);
 643           smpi_op_apply(req->op, req->buf, req->old_buf, &n, &datatype);
 644           xbt_free(req->buf);
 645       }
 646     }
 647   }
 648
 649   if (TRACE_smpi_view_internals() && ((req->flags & RECV) != 0)){
 650     int rank = smpi_process_index();
 651     int src_traced = (req->src == MPI_ANY_SOURCE ? req->real_src : req->src);
 652     TRACE_smpi_recv(rank, src_traced, rank,req->tag);
 653   }
 654
 655   if(req->detached_sender != nullptr){
 656     //integrate pseudo-timing for buffering of small messages, do not bother to execute the simcall if 0
 657     double sleeptime = smpi_or(req->real_size);
 658     if(sleeptime > 0.0){
 659       simcall_process_sleep(sleeptime);
 660       XBT_DEBUG("receiving size of %zu : sleep %f ", req->real_size, sleeptime);
 661     }
 662     smpi_mpi_request_free(&(req->detached_sender));
 663   }
 664   if(req->flags & PERSISTENT)
 665     req->action = nullptr;
 666   req->flags |= FINISHED;
 667
 668   smpi_mpi_request_free(request);
 669 }
 670
 671 int smpi_mpi_test(MPI_Request * request, MPI_Status * status) {
 672   //assume that request is not MPI_REQUEST_NULL (filtered in PMPI_Test or smpi_mpi_testall before)
 673
 674   // to avoid deadlocks if used as a break condition, such as
 675   //     while (MPI_Test(request, flag, status) && flag) {
 676   //     }
 677   // because the time will not normally advance when only calls to MPI_Test are made -> deadlock
 678   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed test will increase it
 679   static int nsleeps = 1;
 680   if(smpi_test_sleep > 0)
 681     simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
 682
 683   smpi_empty_status(status);
 684   int flag = 1;
 685   if (((*request)->flags & PREPARED) == 0) {
 686     if ((*request)->action != nullptr)
 687       flag = simcall_comm_test((*request)->action);
 688     if (flag) {
 689       finish_wait(request, status);
 690       nsleeps=1;//reset the number of sleeps we will do next time
 691       if (*request != MPI_REQUEST_NULL && ((*request)->flags & PERSISTENT)==0)
 692       *request = MPI_REQUEST_NULL;
 693     } else if (xbt_cfg_get_boolean("smpi/grow-injected-times")){
 694       nsleeps++;
 695     }
 696   }
 697   return flag;
 698 }
 699
 700 int smpi_mpi_testany(int count, MPI_Request requests[], int *index, MPI_Status * status)
 701 {
 702   std::vector<simgrid::kernel::activity::ActivityImpl*> comms;
 703   comms.reserve(count);
 704
 705   int i;
 706   int flag = 0;
 707
 708   *index = MPI_UNDEFINED;
 709
 710   std::vector<int> map; /** Maps all matching comms back to their location in requests **/
 711   for(i = 0; i < count; i++) {
 712     if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->action && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
 713        comms.push_back(requests[i]->action);
 714        map.push_back(i);
 715     }
 716   }
 717   if(!map.empty()) {
 718     //multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed testany will increase it
 719     static int nsleeps = 1;
 720     if(smpi_test_sleep > 0)
 721       simcall_process_sleep(nsleeps*smpi_test_sleep);
 722
 723     i = simcall_comm_testany(comms.data(), comms.size()); // The i-th element in comms matches!
 724     if (i != -1) { // -1 is not MPI_UNDEFINED but a SIMIX return code. (nothing matches)
 725       *index = map[i];
 726       finish_wait(&requests[*index], status);
 727       flag             = 1;
 728       nsleeps          = 1;
 729       if (requests[*index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[*index]->flags & NON_PERSISTENT)) {
 730         requests[*index] = MPI_REQUEST_NULL;
 731       }
 732     } else {
 733       nsleeps++;
 734     }
 735   } else {
 736       //all requests are null or inactive, return true
 737       flag = 1;
 738       smpi_empty_status(status);
 739   }
 740
 741   return flag;
 742 }
 743
 744 int smpi_mpi_testall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
 745 {
 746   MPI_Status stat;
 747   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 748   int flag=1;
 749   for(int i=0; i<count; i++){
 750     if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED)) {
 751       if (smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)!=1){
 752         flag=0;
 753       }else{
 754           requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
 755       }
 756     }else{
 757       smpi_empty_status(pstat);
 758     }
 759     if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 760       status[i] = *pstat;
 761     }
 762   }
 763   return flag;
 764 }
 765
 766 void smpi_mpi_probe(int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status* status){
 767   int flag=0;
 768   //FIXME find another way to avoid busy waiting ?
 769   // the issue here is that we have to wait on a nonexistent comm
 770   while(flag==0){
 771     smpi_mpi_iprobe(source, tag, comm, &flag, status);
 772     XBT_DEBUG("Busy Waiting on probing : %d", flag);
 773   }
 774 }
 775
 776 void smpi_mpi_iprobe(int source, int tag, MPI_Comm comm, int* flag, MPI_Status* status){
 777   MPI_Request request = build_request(nullptr, 0, MPI_CHAR, source == MPI_ANY_SOURCE ? MPI_ANY_SOURCE :
 778                  smpi_group_index(smpi_comm_group(comm), source), smpi_comm_rank(comm), tag, comm, PERSISTENT | RECV);
 779
 780   // to avoid deadlock, we have to sleep some time here, or the timer won't advance and we will only do iprobe simcalls
 781   // (especially when used as a break condition, such as while(MPI_Iprobe(...)) ... )
 782   // multiplier to the sleeptime, to increase speed of execution, each failed iprobe will increase it
 783   static int nsleeps = 1;
 784   double speed       = simgrid::s4u::Actor::self()->host()->speed();
 785   double maxrate = xbt_cfg_get_double("smpi/iprobe-cpu-usage");
 786   if (smpi_iprobe_sleep > 0) {
 787     smx_activity_t iprobe_sleep = simcall_execution_start("iprobe", /* flops to executek*/nsleeps*smpi_iprobe_sleep*speed*maxrate, /* priority */1.0, /* performance bound */maxrate*speed);
 788     simcall_execution_wait(iprobe_sleep);
 789   }
 790   // behave like a receive, but don't do it
 791   smx_mailbox_t mailbox;
 792
 793   print_request("New iprobe", request);
 794   // We have to test both mailboxes as we don't know if we will receive one one or another
 795   if (xbt_cfg_get_int("smpi/async-small-thresh") > 0){
 796       mailbox = smpi_process_mailbox_small();
 797       XBT_DEBUG("Trying to probe the perm recv mailbox");
 798       request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src, request->tag, &match_recv,
 799                                             static_cast<void*>(request));
 800   }
 801
 802   if (request->action == nullptr){
 803     mailbox = smpi_process_mailbox();
 804     XBT_DEBUG("trying to probe the other mailbox");
 805     request->action = simcall_comm_iprobe(mailbox, 0, request->src,request->tag, &match_recv,
 806                                           static_cast<void*>(request));
 807   }
 808
 809   if (request->action != nullptr){
 810     simgrid::kernel::activity::Comm *sync_comm = static_cast<simgrid::kernel::activity::Comm*>(request->action);
 811     MPI_Request req                            = static_cast<MPI_Request>(sync_comm->src_data);
 812     *flag = 1;
 813     if(status != MPI_STATUS_IGNORE && (req->flags & PREPARED) == 0) {
 814       status->MPI_SOURCE = smpi_group_rank(smpi_comm_group(comm), req->src);
 815       status->MPI_TAG    = req->tag;
 816       status->MPI_ERROR  = MPI_SUCCESS;
 817       status->count      = req->real_size;
 818     }
 819     nsleeps = 1;//reset the number of sleeps we will do next time
 820   }
 821   else {
 822     *flag = 0;
 823     if (xbt_cfg_get_boolean("smpi/grow-injected-times"))
 824       nsleeps++;
 825   }
 826   smpi_mpi_request_free(&request);
 827 }
 828
 829 void smpi_mpi_wait(MPI_Request * request, MPI_Status * status)
 830 {
 831   print_request("Waiting", *request);
 832   if ((*request)->flags & PREPARED) {
 833     smpi_empty_status(status);
 834     return;
 835   }
 836
 837   if ((*request)->action != nullptr)
 838     // this is not a detached send
 839     simcall_comm_wait((*request)->action, -1.0);
 840
 841   finish_wait(request, status);
 842   if (*request != MPI_REQUEST_NULL && (((*request)->flags & NON_PERSISTENT)!=0))
 843     *request = MPI_REQUEST_NULL;
 844 }
 845
 846 static int sort_accumulates(MPI_Request a, MPI_Request b)
 847 {
 848   return (a->tag < b->tag);
 849 }
 850
 851 int smpi_mpi_waitany(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status * status)
 852 {
 853   s_xbt_dynar_t comms; // Keep it on stack to save some extra mallocs
 854   int i;
 855   int size = 0;
 856   int index = MPI_UNDEFINED;
 857   int *map;
 858
 859   if(count > 0) {
 860     // Wait for a request to complete
 861     xbt_dynar_init(&comms, sizeof(smx_activity_t), nullptr);
 862     map = xbt_new(int, count);
 863     XBT_DEBUG("Wait for one of %d", count);
 864     for(i = 0; i < count; i++) {
 865       if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && !(requests[i]->flags & PREPARED) && !(requests[i]->flags & FINISHED)) {
 866         if (requests[i]->action != nullptr) {
 867           XBT_DEBUG("Waiting any %p ", requests[i]);
 868           xbt_dynar_push(&comms, &requests[i]->action);
 869           map[size] = i;
 870           size++;
 871         } else {
 872           // This is a finished detached request, let's return this one
 873           size  = 0; // so we free the dynar but don't do the waitany call
 874           index = i;
 875           finish_wait(&requests[i], status); // cleanup if refcount = 0
 876           if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
 877             requests[i] = MPI_REQUEST_NULL; // set to null
 878           break;
 879         }
 880       }
 881     }
 882     if(size > 0) {
 883       i = simcall_comm_waitany(&comms, -1);
 884
 885       // not MPI_UNDEFINED, as this is a simix return code
 886       if (i != -1) {
 887         index = map[i];
 888         //in case of an accumulate, we have to wait the end of all requests to apply the operation, ordered correctly.
 889         if ((requests[index] == MPI_REQUEST_NULL)
 890              ||  (!((requests[index]->flags & ACCUMULATE) && (requests[index]->flags & RECV)))){
 891           finish_wait(&requests[index], status);
 892           if (requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[i]->flags & NON_PERSISTENT))
 893             requests[index] = MPI_REQUEST_NULL;
 894         }else{
 895             XBT_WARN("huu?");
 896         }
 897       }
 898     }
 899
 900     xbt_dynar_free_data(&comms);
 901     xbt_free(map);
 902   }
 903
 904   if (index==MPI_UNDEFINED)
 905     smpi_empty_status(status);
 906
 907   return index;
 908 }
 909
 910 int smpi_mpi_waitall(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status status[])
 911 {
 912   std::vector<MPI_Request> accumulates;
 913   int index;
 914   MPI_Status stat;
 915   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 916   int retvalue = MPI_SUCCESS;
 917   //tag invalid requests in the set
 918   if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 919     for (int c = 0; c < count; c++) {
 920       if (requests[c] == MPI_REQUEST_NULL || requests[c]->dst == MPI_PROC_NULL || (requests[c]->flags & PREPARED)) {
 921         smpi_empty_status(&status[c]);
 922       } else if (requests[c]->src == MPI_PROC_NULL) {
 923         smpi_empty_status(&status[c]);
 924         status[c].MPI_SOURCE = MPI_PROC_NULL;
 925       }
 926     }
 927   }
 928   for (int c = 0; c < count; c++) {
 929     if (MC_is_active() || MC_record_replay_is_active()) {
 930       smpi_mpi_wait(&requests[c], pstat);
 931       index = c;
 932     } else {
 933       index = smpi_mpi_waitany(count, requests, pstat);
 934       if (index == MPI_UNDEFINED)
 935         break;
 936
 937       if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL
 938            && (requests[index]->flags & RECV)
 939            && (requests[index]->flags & ACCUMULATE))
 940         accumulates.push_back(requests[index]);
 941       if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
 942         requests[index] = MPI_REQUEST_NULL;
 943     }
 944     if (status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 945       status[index] = *pstat;
 946       if (status[index].MPI_ERROR == MPI_ERR_TRUNCATE)
 947         retvalue = MPI_ERR_IN_STATUS;
 948     }
 949   }
 950
 951   if (!accumulates.empty()) {
 952     std::sort(accumulates.begin(), accumulates.end(), sort_accumulates);
 953     for (auto req : accumulates) {
 954       finish_wait(&req, status);
 955     }
 956   }
 957
 958   return retvalue;
 959 }
 960
 961 int smpi_mpi_waitsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
 962 {
 963   int i;
 964   int count = 0;
 965   int index;
 966   MPI_Status stat;
 967   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 968
 969   for(i = 0; i < incount; i++)
 970   {
 971     index=smpi_mpi_waitany(incount, requests, pstat);
 972     if(index!=MPI_UNDEFINED){
 973       indices[count] = index;
 974       count++;
 975       if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
 976         status[index] = *pstat;
 977       }
 978      if (requests[index] != MPI_REQUEST_NULL && (requests[index]->flags & NON_PERSISTENT))
 979      requests[index]=MPI_REQUEST_NULL;
 980     }else{
 981       return MPI_UNDEFINED;
 982     }
 983   }
 984   return count;
 985 }
 986
 987 int smpi_mpi_testsome(int incount, MPI_Request requests[], int *indices, MPI_Status status[])
 988 {
 989   int i;
 990   int count = 0;
 991   int count_dead = 0;
 992   MPI_Status stat;
 993   MPI_Status *pstat = status == MPI_STATUSES_IGNORE ? MPI_STATUS_IGNORE : &stat;
 994
 995   for(i = 0; i < incount; i++) {
 996     if((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL)) {
 997       if(smpi_mpi_test(&requests[i], pstat)) {
 998          indices[i] = 1;
 999          count++;
1000          if(status != MPI_STATUSES_IGNORE) {
1001            status[i] = *pstat;
1002          }
1003          if ((requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) && requests[i]->flags & NON_PERSISTENT)
1004          requests[i]=MPI_REQUEST_NULL;
1005       }
1006     }else{
1007       count_dead++;
1008     }
1009   }
1010   if(count_dead==incount)
1011     return MPI_UNDEFINED;
1012   else return count;
1013 }
1014
1015 void smpi_mpi_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm)
1016 {
1017   smpi_coll_tuned_bcast_binomial_tree(buf, count, datatype, root, comm);
1018 }
1019
1020 void smpi_mpi_barrier(MPI_Comm comm)
1021 {
1022   smpi_coll_tuned_barrier_ompi_basic_linear(comm);
1023 }
1024
1025 void smpi_mpi_gather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1026                      void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1027 {
1028   int system_tag = COLL_TAG_GATHER;
1029   MPI_Aint lb = 0;
1030   MPI_Aint recvext = 0;
1031
1032   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1033   int size = smpi_comm_size(comm);
1034   if(rank != root) {
1035     // Send buffer to root
1036     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1037   } else {
1038     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1039     // Local copy from root
1040     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + root * recvcount * recvext,
1041                        recvcount, recvtype);
1042     // Receive buffers from senders
1043     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1044     int index = 0;
1045     for (int src = 0; src < size; src++) {
1046       if(src != root) {
1047         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + src * recvcount * recvext, recvcount, recvtype,
1048                                           src, system_tag, comm);
1049         index++;
1050       }
1051     }
1052     // Wait for completion of irecv's.
1053     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1054     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1055     for (int src = 0; src < size-1; src++) {
1056       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1057     }
1058     xbt_free(requests);
1059   }
1060 }
1061
1062 void smpi_mpi_reduce_scatter(void *sendbuf, void *recvbuf, int *recvcounts, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op,
1063                              MPI_Comm comm)
1064 {
1065   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1066
1067   /* arbitrarily choose root as rank 0 */
1068   int size = smpi_comm_size(comm);
1069   int count = 0;
1070   int *displs = xbt_new(int, size);
1071   for (int i = 0; i < size; i++) {
1072     displs[i] = count;
1073     count += recvcounts[i];
1074   }
1075   void *tmpbuf = static_cast<void*>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1076
1077   mpi_coll_reduce_fun(sendbuf, tmpbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1078   smpi_mpi_scatterv(tmpbuf, recvcounts, displs, datatype, recvbuf, recvcounts[rank], datatype, 0, comm);
1079   xbt_free(displs);
1080   smpi_free_tmp_buffer(tmpbuf);
1081 }
1082
1083 void smpi_mpi_gatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int *recvcounts, int *displs,
1084                       MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1085 {
1086   int system_tag = COLL_TAG_GATHERV;
1087   MPI_Aint lb = 0;
1088   MPI_Aint recvext = 0;
1089
1090   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1091   int size = smpi_comm_size(comm);
1092   if (rank != root) {
1093     // Send buffer to root
1094     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
1095   } else {
1096     smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1097     // Local copy from root
1098     smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char*>(recvbuf) + displs[root] * recvext,
1099                        recvcounts[root], recvtype);
1100     // Receive buffers from senders
1101     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1102     int index = 0;
1103     for (int src = 0; src < size; src++) {
1104       if(src != root) {
1105         requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char*>(recvbuf) + displs[src] * recvext,
1106                           recvcounts[src], recvtype, src, system_tag, comm);
1107         index++;
1108       }
1109     }
1110     // Wait for completion of irecv's.
1111     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1112     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1113     for (int src = 0; src < size-1; src++) {
1114       smpi_mpi_request_free(&requests[src]);
1115     }
1116     xbt_free(requests);
1117   }
1118 }
1119
1120 void smpi_mpi_allgather(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1121                         void *recvbuf,int recvcount, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1122 {
1123   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHER;
1124   MPI_Aint lb = 0;
1125   MPI_Aint recvext = 0;
1126   MPI_Request *requests;
1127
1128   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1129   int size = smpi_comm_size(comm);
1130   // FIXME: check for errors
1131   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1132   // Local copy from self
1133   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype, static_cast<char *>(recvbuf) + rank * recvcount * recvext, recvcount,
1134                      recvtype);
1135   // Send/Recv buffers to/from others;
1136   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1137   int index = 0;
1138   for (int other = 0; other < size; other++) {
1139     if(other != rank) {
1140       requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag,comm);
1141       index++;
1142       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + other * recvcount * recvext, recvcount, recvtype,
1143                                         other, system_tag, comm);
1144       index++;
1145     }
1146   }
1147   // Wait for completion of all comms.
1148   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1149   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1150   for (int other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1151     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1152   }
1153   xbt_free(requests);
1154 }
1155
1156 void smpi_mpi_allgatherv(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
1157                          int *recvcounts, int *displs, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)
1158 {
1159   int system_tag = COLL_TAG_ALLGATHERV;
1160   MPI_Aint lb = 0;
1161   MPI_Aint recvext = 0;
1162
1163   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1164   int size = smpi_comm_size(comm);
1165   smpi_datatype_extent(recvtype, &lb, &recvext);
1166   // Local copy from self
1167   smpi_datatype_copy(sendbuf, sendcount, sendtype,
1168                      static_cast<char *>(recvbuf) + displs[rank] * recvext,recvcounts[rank], recvtype);
1169   // Send buffers to others;
1170   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
1171   int index = 0;
1172   for (int other = 0; other < size; other++) {
1173     if(other != rank) {
1174       requests[index] =
1175         smpi_isend_init(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag, comm);
1176       index++;
1177       requests[index] = smpi_irecv_init(static_cast<char *>(recvbuf) + displs[other] * recvext, recvcounts[other],
1178                           recvtype, other, system_tag, comm);
1179       index++;
1180     }
1181   }
1182   // Wait for completion of all comms.
1183   smpi_mpi_startall(2 * (size - 1), requests);
1184   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1185   for (int other = 0; other < 2*(size-1); other++) {
1186     smpi_mpi_request_free(&requests[other]);
1187   }
1188   xbt_free(requests);
1189 }
1190
1191 void smpi_mpi_scatter(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
1192                       void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1193 {
1194   int system_tag = COLL_TAG_SCATTER;
1195   MPI_Aint lb = 0;
1196   MPI_Aint sendext = 0;
1197   MPI_Request *requests;
1198
1199   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1200   int size = smpi_comm_size(comm);
1201   if(rank != root) {
1202     // Recv buffer from root
1203     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1204   } else {
1205     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1206     // Local copy from root
1207     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1208         smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + root * sendcount * sendext,
1209                            sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1210     }
1211     // Send buffers to receivers
1212     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1213     int index = 0;
1214     for(int dst = 0; dst < size; dst++) {
1215       if(dst != root) {
1216         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + dst * sendcount * sendext, sendcount, sendtype,
1217                                           dst, system_tag, comm);
1218         index++;
1219       }
1220     }
1221     // Wait for completion of isend's.
1222     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1223     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1224     for (int dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1225       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1226     }
1227     xbt_free(requests);
1228   }
1229 }
1230
1231 void smpi_mpi_scatterv(void *sendbuf, int *sendcounts, int *displs, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int recvcount,
1232                        MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm)
1233 {
1234   int system_tag = COLL_TAG_SCATTERV;
1235   MPI_Aint lb = 0;
1236   MPI_Aint sendext = 0;
1237
1238   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1239   int size = smpi_comm_size(comm);
1240   if(rank != root) {
1241     // Recv buffer from root
1242     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
1243   } else {
1244     smpi_datatype_extent(sendtype, &lb, &sendext);
1245     // Local copy from root
1246     if(recvbuf!=MPI_IN_PLACE){
1247       smpi_datatype_copy(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[root] * sendext, sendcounts[root],
1248                        sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype);
1249     }
1250     // Send buffers to receivers
1251     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1252     int index = 0;
1253     for (int dst = 0; dst < size; dst++) {
1254       if (dst != root) {
1255         requests[index] = smpi_isend_init(static_cast<char *>(sendbuf) + displs[dst] * sendext, sendcounts[dst],
1256                             sendtype, dst, system_tag, comm);
1257         index++;
1258       }
1259     }
1260     // Wait for completion of isend's.
1261     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1262     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1263     for (int dst = 0; dst < size-1; dst++) {
1264       smpi_mpi_request_free(&requests[dst]);
1265     }
1266     xbt_free(requests);
1267   }
1268 }
1269
1270 void smpi_mpi_reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root,
1271                      MPI_Comm comm)
1272 {
1273   int system_tag = COLL_TAG_REDUCE;
1274   MPI_Aint lb = 0;
1275   MPI_Aint dataext = 0;
1276
1277   char* sendtmpbuf = static_cast<char *>(sendbuf);
1278
1279   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1280   int size = smpi_comm_size(comm);
1281   //non commutative case, use a working algo from openmpi
1282   if(!smpi_op_is_commute(op)){
1283     smpi_coll_tuned_reduce_ompi_basic_linear(sendtmpbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm);
1284     return;
1285   }
1286
1287   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1288     sendtmpbuf = static_cast<char *>(smpi_get_tmp_sendbuffer(count*smpi_datatype_get_extent(datatype)));
1289     smpi_datatype_copy(recvbuf, count, datatype,sendtmpbuf, count, datatype);
1290   }
1291
1292   if(rank != root) {
1293     // Send buffer to root
1294     smpi_mpi_send(sendtmpbuf, count, datatype, root, system_tag, comm);
1295   } else {
1296     smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1297     // Local copy from root
1298     if (sendtmpbuf != nullptr && recvbuf != nullptr)
1299       smpi_datatype_copy(sendtmpbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1300     // Receive buffers from senders
1301     MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1302     void **tmpbufs = xbt_new(void *, size - 1);
1303     int index = 0;
1304     for (int src = 0; src < size; src++) {
1305       if (src != root) {
1306          if (!smpi_process_get_replaying())
1307           tmpbufs[index] = xbt_malloc(count * dataext);
1308          else
1309            tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1310         requests[index] =
1311           smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, src, system_tag, comm);
1312         index++;
1313       }
1314     }
1315     // Wait for completion of irecv's.
1316     smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1317     for (int src = 0; src < size - 1; src++) {
1318       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1319       XBT_DEBUG("finished waiting any request with index %d", index);
1320       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1321         break;
1322       }else{
1323         smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1324       }
1325       if(op) /* op can be MPI_OP_NULL that does nothing */
1326         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1327     }
1328       for(index = 0; index < size - 1; index++) {
1329         smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1330       }
1331     xbt_free(tmpbufs);
1332     xbt_free(requests);
1333
1334   }
1335   if( sendbuf == MPI_IN_PLACE ) {
1336     smpi_free_tmp_buffer(sendtmpbuf);
1337   }
1338 }
1339
1340 void smpi_mpi_allreduce(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1341 {
1342   smpi_mpi_reduce(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, 0, comm);
1343   smpi_mpi_bcast(recvbuf, count, datatype, 0, comm);
1344 }
1345
1346 void smpi_mpi_scan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1347 {
1348   int system_tag = -888;
1349   MPI_Aint lb      = 0;
1350   MPI_Aint dataext = 0;
1351
1352   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1353   int size = smpi_comm_size(comm);
1354
1355   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1356
1357   // Local copy from self
1358   smpi_datatype_copy(sendbuf, count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1359
1360   // Send/Recv buffers to/from others;
1361   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1362   void **tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1363   int index = 0;
1364   for (int other = 0; other < rank; other++) {
1365     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1366     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1367     index++;
1368   }
1369   for (int other = rank + 1; other < size; other++) {
1370     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1371     index++;
1372   }
1373   // Wait for completion of all comms.
1374   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1375
1376   if(smpi_op_is_commute(op)){
1377     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1378       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1379       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1380         break;
1381       }
1382       if(index < rank) {
1383         // #Request is below rank: it's a irecv
1384         smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1385       }
1386     }
1387   }else{
1388     //non commutative case, wait in order
1389     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1390       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1391       if(index < rank) {
1392         smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1393       }
1394     }
1395   }
1396   for(index = 0; index < rank; index++) {
1397     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1398   }
1399   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1400     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1401   }
1402   xbt_free(tmpbufs);
1403   xbt_free(requests);
1404 }
1405
1406 void smpi_mpi_exscan(void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)
1407 {
1408   int system_tag = -888;
1409   MPI_Aint lb         = 0;
1410   MPI_Aint dataext    = 0;
1411   int recvbuf_is_empty=1;
1412   int rank = smpi_comm_rank(comm);
1413   int size = smpi_comm_size(comm);
1414
1415   smpi_datatype_extent(datatype, &lb, &dataext);
1416
1417   // Send/Recv buffers to/from others;
1418   MPI_Request *requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
1419   void **tmpbufs = xbt_new(void *, rank);
1420   int index = 0;
1421   for (int other = 0; other < rank; other++) {
1422     tmpbufs[index] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * dataext);
1423     requests[index] = smpi_irecv_init(tmpbufs[index], count, datatype, other, system_tag, comm);
1424     index++;
1425   }
1426   for (int other = rank + 1; other < size; other++) {
1427     requests[index] = smpi_isend_init(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
1428     index++;
1429   }
1430   // Wait for completion of all comms.
1431   smpi_mpi_startall(size - 1, requests);
1432
1433   if(smpi_op_is_commute(op)){
1434     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1435       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
1436       if(index == MPI_UNDEFINED) {
1437         break;
1438       }
1439       if(index < rank) {
1440         if(recvbuf_is_empty){
1441           smpi_datatype_copy(tmpbufs[index], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1442           recvbuf_is_empty=0;
1443         } else
1444           // #Request is below rank: it's a irecv
1445           smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
1446       }
1447     }
1448   }else{
1449     //non commutative case, wait in order
1450     for (int other = 0; other < size - 1; other++) {
1451       smpi_mpi_wait(&(requests[other]), MPI_STATUS_IGNORE);
1452       if(index < rank) {
1453         if (recvbuf_is_empty) {
1454           smpi_datatype_copy(tmpbufs[other], count, datatype, recvbuf, count, datatype);
1455           recvbuf_is_empty = 0;
1456         } else
1457           smpi_op_apply(op, tmpbufs[other], recvbuf, &count, &datatype);
1458       }
1459     }
1460   }
1461   for(index = 0; index < rank; index++) {
1462     smpi_free_tmp_buffer(tmpbufs[index]);
1463   }
1464   for(index = 0; index < size-1; index++) {
1465     smpi_mpi_request_free(&requests[index]);
1466   }
1467   xbt_free(tmpbufs);
1468   xbt_free(requests);
1469 }