src/smpi/smpi_base.c

   1 #include "private.h"
   2 #include "xbt/time.h"
   3
   4 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_base, smpi,
   5                                 "Logging specific to SMPI (base)");
   6 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_base);
   7 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_bench);
   8 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_kernel);
   9 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_mpi);
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_mpi_dt);
  11 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_coll);
  12 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_receiver);
  13 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_sender);
  14 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_util);
  15
  16 void smpi_process_init(int* argc, char*** argv) {
  17   int index;
  18   smpi_process_data_t data;
  19   smx_process_t proc;
  20
  21   proc = SIMIX_process_self();
  22   index = atoi((*argv)[1]);
  23   data = smpi_process_remote_data(index);
  24   SIMIX_process_set_data(proc, data);
  25   if (*argc > 2) {
  26     free((*argv)[1]);
  27     memmove(&(*argv)[1], &(*argv)[2], sizeof(char *) * (*argc - 2));
  28     (*argv)[(*argc) - 1] = NULL;
  29   }
  30   (*argc)--;
  31   DEBUG2("<%d> New process in the game: %p", index, proc);
  32 }
  33
  34 void smpi_process_destroy(void) {
  35   int index = smpi_process_index();
  36
  37   DEBUG1("<%d> Process left the game", index);
  38 }
  39
  40 /* MPI Low level calls */
  41 MPI_Request smpi_mpi_isend(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dst, int tag, MPI_Comm comm) {
  42   MPI_Request request;
  43
  44   request = xbt_new(s_smpi_mpi_request_t, 1);
  45   request->comm = comm;
  46   request->src = smpi_comm_rank(comm);
  47   request->dst = dst;
  48   request->tag = tag;
  49   request->size = smpi_datatype_size(datatype) * count;
  50   request->complete = 0;
  51   request->data = request;
  52   smpi_process_post_send(comm, request);
  53   request->pair = SIMIX_network_isend(request->rdv, request->size, -1.0, buf, request->size, NULL);
  54   return request;
  55 }
  56
  57 MPI_Request smpi_mpi_irecv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm) {
  58   MPI_Request request;
  59
  60   request = xbt_new(s_smpi_mpi_request_t, 1);
  61   request->comm = comm;
  62   request->src = src;
  63   request->dst = smpi_comm_rank(comm);
  64   request->tag = tag;
  65   request->size = smpi_datatype_size(datatype) * count;
  66   request->complete = 0;
  67   request->data = MPI_REQUEST_NULL;
  68   smpi_process_post_recv(request);
  69   request->pair = SIMIX_network_irecv(request->rdv, buf, &request->size);
  70   return request;
  71 }
  72
  73 void smpi_mpi_recv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Status* status) {
  74   MPI_Request request;
  75
  76   request = smpi_mpi_irecv(buf, count, datatype, src, tag, comm);
  77   smpi_mpi_wait(&request, status);
  78 }
  79
  80 void smpi_mpi_send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int src, int tag, MPI_Comm comm) {
  81   MPI_Request request;
  82
  83   request = smpi_mpi_isend(buf, count, datatype, src, tag, comm);
  84   smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
  85 }
  86
  87 void smpi_mpi_sendrecv(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, int dst, int sendtag, void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int src, int recvtag, MPI_Comm comm, MPI_Status* status) {
  88   MPI_Request requests[2];
  89   MPI_Status stats[2];
  90
  91   requests[0] = smpi_mpi_isend(sendbuf, sendcount, sendtype, dst, sendtag, comm);
  92   requests[1] = smpi_mpi_irecv(recvbuf, recvcount, recvtype, src, recvtag, comm);
  93   smpi_mpi_waitall(2, requests, stats);
  94   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
  95     // Copy receive status
  96     memcpy(status, &stats[1], sizeof(MPI_Status));
  97   }
  98 }
  99
 100 static void finish_wait(MPI_Request* request, MPI_Status* status) {
 101   MPI_Request data = (*request)->data;
 102
 103   xbt_assert0(data != MPI_REQUEST_NULL, "Erroneous situation");
 104   if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 105     status->MPI_SOURCE = (*request)->src;
 106     status->MPI_TAG = (*request)->tag;
 107     status->MPI_ERROR = MPI_SUCCESS;
 108     status->_count = (*request)->size; // size in bytes
 109     status->_cancelled = 0;            // FIXME: cancellation of requests not handled yet
 110   }
 111   DEBUG3("finishing wait for %p [data = %p, complete = %d]", *request, data, data->complete);
 112   // data == *request if sender is first to finish its wait
 113   // data != *request if receiver is first to finish its wait
 114   if(data->complete == 0) {
 115     // first arrives here
 116     data->complete = 1;
 117     if(data != *request) {
 118       // receveiver cleans its part
 119       xbt_free(*request);
 120     }
 121   } else {
 122     // second arrives here
 123     if(data != *request) {
 124       // receiver cleans everything
 125       xbt_free(data);
 126     }
 127     SIMIX_rdv_destroy((*request)->rdv);
 128     xbt_free(*request);
 129   }
 130   *request = MPI_REQUEST_NULL;
 131 }
 132
 133 int smpi_mpi_test(MPI_Request* request, MPI_Status* status) {
 134   MPI_Request data = (*request)->data;
 135   int flag = data && data->complete == 1;
 136
 137   if(flag) {
 138     SIMIX_communication_destroy((*request)->pair);
 139     finish_wait(request, status);
 140   }
 141   return flag;
 142 }
 143
 144 int smpi_mpi_testany(int count, MPI_Request requests[], int* index, MPI_Status* status) {
 145   MPI_Request data;
 146   int i, flag;
 147
 148   *index = MPI_UNDEFINED;
 149   flag = 0;
 150   for(i = 0; i < count; i++) {
 151     if(requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) {
 152       data = requests[i]->data;
 153       if(data != MPI_REQUEST_NULL && data->complete == 1) {
 154         SIMIX_communication_destroy(requests[i]->pair);
 155         finish_wait(&requests[i], status);
 156         *index = i;
 157         flag = 1;
 158         break;
 159       }
 160     }
 161   }
 162   return flag;
 163 }
 164
 165
 166 void smpi_mpi_get_count(MPI_Status *status, MPI_Datatype datatype, int *count) {
 167  int size = smpi_datatype_size(datatype);
 168           *count = (int)(status->_count / size);
 169           if ( (int)((*count) * size) != status->_count )
 170                     *count = MPI_UNDEFINED;
 171 }
 172
 173
 174 void smpi_mpi_wait(MPI_Request* request, MPI_Status* status) {
 175   MPI_Request data = (*request)->data;
 176
 177   DEBUG6("wait for request %p (%p: %p) [src = %d, dst = %d, tag = %d]",
 178          *request, (*request)->pair, data, (*request)->src, (*request)->dst, (*request)->tag);
 179   // data is null if receiver waits before sender enters the rdv
 180   if(data == MPI_REQUEST_NULL || data->complete == 0) {
 181     SIMIX_network_wait((*request)->pair, -1.0);
 182   } else {
 183     SIMIX_communication_destroy((*request)->pair);
 184   }
 185   finish_wait(request, status);
 186 }
 187
 188 int smpi_mpi_waitany(int count, MPI_Request requests[], MPI_Status* status) {
 189   xbt_dynar_t comms;
 190   MPI_Request data;
 191   int i, size, index;
 192   int* map;
 193
 194   index = MPI_UNDEFINED;
 195   if(count > 0) {
 196     // First check for already completed requests
 197     for(i = 0; i < count; i++) {
 198       if(requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) {
 199         data = requests[i]->data;
 200         if(data != MPI_REQUEST_NULL && data->complete == 1) {
 201           index = i;
 202           SIMIX_communication_destroy(requests[index]->pair); // always succeeds (but cleans the simix layer)
 203           break;
 204         }
 205       }
 206     }
 207     if(index == MPI_UNDEFINED) {
 208       // Otherwise, wait for a request to complete
 209       comms = xbt_dynar_new(sizeof(smx_comm_t), NULL);
 210       map = xbt_new(int, count);
 211       size = 0;
 212       DEBUG0("Wait for one of");
 213       for(i = 0; i < count; i++) {
 214         if(requests[i] != MPI_REQUEST_NULL && requests[i]->complete == 0) {
 215          DEBUG4("   request %p [src = %d, dst = %d, tag = %d]",
 216                 requests[i], requests[i]->src, requests[i]->dst, requests[i]->tag);
 217           xbt_dynar_push(comms, &requests[i]->pair);
 218           map[size] = i;
 219           size++;
 220         }
 221       }
 222       if(size > 0) {
 223         index = SIMIX_network_waitany(comms);
 224         index = map[index];
 225       }
 226       xbt_free(map);
 227       xbt_dynar_free_container(&comms);
 228     }
 229     if(index != MPI_UNDEFINED) {
 230       finish_wait(&requests[index], status);
 231     }
 232   }
 233   return index;
 234 }
 235
 236 void smpi_mpi_waitall(int count, MPI_Request requests[],  MPI_Status status[]) {
 237   int index;
 238   MPI_Status stat;
 239
 240   while(count > 0) {
 241     index = smpi_mpi_waitany(count, requests, &stat);
 242     if(index == MPI_UNDEFINED) {
 243       break;
 244     }
 245     if(status != MPI_STATUS_IGNORE) {
 246       memcpy(&status[index], &stat, sizeof(stat));
 247     }
 248     // Move the last request to the found position
 249     requests[index] = requests[count - 1];
 250     requests[count - 1] = MPI_REQUEST_NULL;
 251     count--;
 252   }
 253 }
 254
 255 int smpi_mpi_waitsome(int incount, MPI_Request requests[], int* indices, MPI_Status status[]) {
 256   MPI_Request data;
 257   int i, count;
 258
 259   count = 0;
 260   for(i = 0; i < incount; i++) {
 261     if(requests[i] != MPI_REQUEST_NULL) {
 262       data = requests[i]->data;
 263       if(data != MPI_REQUEST_NULL && data->complete == 1) {
 264         SIMIX_communication_destroy(requests[i]->pair);
 265         finish_wait(&requests[i], status != MPI_STATUS_IGNORE ? &status[i] : MPI_STATUS_IGNORE);
 266         indices[count] = i;
 267         count++;
 268       }
 269     }
 270   }
 271   return count;
 272 }
 273
 274 void smpi_mpi_bcast(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm) {
 275   // arity=2: a binary tree, arity=4 seem to be a good setting (see P2P-MPI))
 276   nary_tree_bcast(buf, count, datatype, root, comm, 4);
 277 }
 278
 279 void smpi_mpi_barrier(MPI_Comm comm) {
 280   // arity=2: a binary tree, arity=4 seem to be a good setting (see P2P-MPI))
 281   nary_tree_barrier(comm, 4);
 282 }
 283
 284 void smpi_mpi_gather(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm) {
 285   int system_tag = 666;
 286   int rank, size, src, index, sendsize, recvsize;
 287   MPI_Request* requests;
 288
 289   rank = smpi_comm_rank(comm);
 290   size = smpi_comm_size(comm);
 291   if(rank != root) {
 292     // Send buffer to root
 293     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
 294   } else {
 295     sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 296     recvsize = smpi_datatype_size(recvtype);
 297     // Local copy from root
 298     memcpy(&((char*)recvbuf)[root * recvcount * recvsize], sendbuf, sendcount * sendsize * sizeof(char));
 299     // Receive buffers from senders
 300     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
 301     index = 0;
 302     for(src = 0; src < size; src++) {
 303       if(src != root) {
 304         requests[index] = smpi_mpi_irecv(&((char*)recvbuf)[src * recvcount * recvsize], recvcount, recvtype, src, system_tag, comm);
 305         index++;
 306       }
 307     }
 308     // Wait for completion of irecv's.
 309     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 310     xbt_free(requests);
 311   }
 312 }
 313
 314 void smpi_mpi_gatherv(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int* recvcounts, int* displs, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm) {
 315   int system_tag = 666;
 316   int rank, size, src, index, sendsize;
 317   MPI_Request* requests;
 318
 319   rank = smpi_comm_rank(comm);
 320   size = smpi_comm_size(comm);
 321   if(rank != root) {
 322     // Send buffer to root
 323     smpi_mpi_send(sendbuf, sendcount, sendtype, root, system_tag, comm);
 324   } else {
 325     sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 326     // Local copy from root
 327     memcpy(&((char*)recvbuf)[displs[root]], sendbuf, sendcount * sendsize * sizeof(char));
 328     // Receive buffers from senders
 329     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
 330     index = 0;
 331     for(src = 0; src < size; src++) {
 332       if(src != root) {
 333         requests[index] = smpi_mpi_irecv(&((char*)recvbuf)[displs[src]], recvcounts[src], recvtype, src, system_tag, comm);
 334         index++;
 335       }
 336     }
 337     // Wait for completion of irecv's.
 338     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 339     xbt_free(requests);
 340   }
 341 }
 342
 343 void smpi_mpi_allgather(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm) {
 344   int system_tag = 666;
 345   int rank, size, other, index, sendsize, recvsize;
 346   MPI_Request* requests;
 347
 348   rank = smpi_comm_rank(comm);
 349   size = smpi_comm_size(comm);
 350   sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 351   recvsize = smpi_datatype_size(recvtype);
 352   // Local copy from self
 353   memcpy(&((char*)recvbuf)[rank * recvcount * recvsize], sendbuf, sendcount * sendsize * sizeof(char));
 354   // Send/Recv buffers to/from others;
 355   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
 356   index = 0;
 357   for(other = 0; other < size; other++) {
 358     if(other != rank) {
 359       requests[index] = smpi_mpi_isend(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag, comm);
 360       index++;
 361       requests[index] = smpi_mpi_irecv(&((char*)recvbuf)[other * recvcount * recvsize], recvcount, recvtype, other, system_tag, comm);
 362       index++;
 363     }
 364   }
 365   // Wait for completion of all comms.
 366   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 367   xbt_free(requests);
 368 }
 369
 370 void smpi_mpi_allgatherv(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int* recvcounts, int* displs, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm) {
 371   int system_tag = 666;
 372   int rank, size, other, index, sendsize, recvsize;
 373   MPI_Request* requests;
 374
 375   rank = smpi_comm_rank(comm);
 376   size = smpi_comm_size(comm);
 377   sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 378   recvsize = smpi_datatype_size(recvtype);
 379   // Local copy from self
 380   memcpy(&((char*)recvbuf)[displs[rank]], sendbuf, sendcount * sendsize * sizeof(char));
 381   // Send buffers to others;
 382   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
 383   index = 0;
 384   for(other = 0; other < size; other++) {
 385     if(other != rank) {
 386       requests[index] = smpi_mpi_isend(sendbuf, sendcount, sendtype, other, system_tag, comm);
 387       index++;
 388       requests[index] = smpi_mpi_irecv(&((char*)recvbuf)[displs[other]], recvcounts[other], recvtype, other, system_tag, comm);
 389       index++;
 390     }
 391   }
 392   // Wait for completion of all comms.
 393   smpi_mpi_waitall(2 * (size - 1), requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 394   xbt_free(requests);
 395 }
 396
 397 void smpi_mpi_scatter(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm) {
 398   int system_tag = 666;
 399   int rank, size, dst, index, sendsize, recvsize;
 400   MPI_Request* requests;
 401
 402   rank = smpi_comm_rank(comm);
 403   size = smpi_comm_size(comm);
 404   if(rank != root) {
 405     // Recv buffer from root
 406     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
 407   } else {
 408     sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 409     recvsize = smpi_datatype_size(recvtype);
 410     // Local copy from root
 411     memcpy(recvbuf, &((char*)sendbuf)[root * sendcount * sendsize], recvcount * recvsize * sizeof(char));
 412     // Send buffers to receivers
 413     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
 414     index = 0;
 415     for(dst = 0; dst < size; dst++) {
 416       if(dst != root) {
 417         requests[index] = smpi_mpi_isend(&((char*)sendbuf)[dst * sendcount * sendsize], sendcount, sendtype, dst, system_tag, comm);
 418         index++;
 419       }
 420     }
 421     // Wait for completion of isend's.
 422     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 423     xbt_free(requests);
 424   }
 425 }
 426
 427 void smpi_mpi_scatterv(void* sendbuf, int* sendcounts, int* displs, MPI_Datatype sendtype, void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm) {
 428   int system_tag = 666;
 429   int rank, size, dst, index, sendsize, recvsize;
 430   MPI_Request* requests;
 431
 432   rank = smpi_comm_rank(comm);
 433   size = smpi_comm_size(comm);
 434   if(rank != root) {
 435     // Recv buffer from root
 436     smpi_mpi_recv(recvbuf, recvcount, recvtype, root, system_tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
 437   } else {
 438     sendsize = smpi_datatype_size(sendtype);
 439     recvsize = smpi_datatype_size(recvtype);
 440     // Local copy from root
 441     memcpy(recvbuf, &((char*)sendbuf)[displs[root]], recvcount * recvsize * sizeof(char));
 442     // Send buffers to receivers
 443     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
 444     index = 0;
 445     for(dst = 0; dst < size; dst++) {
 446       if(dst != root) {
 447         requests[index] = smpi_mpi_isend(&((char*)sendbuf)[displs[dst]], sendcounts[dst], sendtype, dst, system_tag, comm);
 448         index++;
 449       }
 450     }
 451     // Wait for completion of isend's.
 452     smpi_mpi_waitall(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 453     xbt_free(requests);
 454   }
 455 }
 456
 457 void smpi_mpi_reduce(void* sendbuf, void* recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm) {
 458   int system_tag = 666;
 459   int rank, size, src, index, datasize;
 460   MPI_Request* requests;
 461   void** tmpbufs;
 462
 463   rank = smpi_comm_rank(comm);
 464   size = smpi_comm_size(comm);
 465   if(rank != root) {
 466     // Send buffer to root
 467     smpi_mpi_send(sendbuf, count, datatype, root, system_tag, comm);
 468   } else {
 469     datasize = smpi_datatype_size(datatype);
 470     // Local copy from root
 471     memcpy(recvbuf, sendbuf, count * datasize * sizeof(char));
 472     // Receive buffers from senders
 473     //TODO: make a MPI_barrier here ?
 474     requests = xbt_new(MPI_Request, size - 1);
 475     tmpbufs = xbt_new(void*, size - 1);
 476     index = 0;
 477     for(src = 0; src < size; src++) {
 478       if(src != root) {
 479         tmpbufs[index] = xbt_malloc(count * datasize);
 480         requests[index] = smpi_mpi_irecv(tmpbufs[index], count, datatype, src, system_tag, comm);
 481         index++;
 482       }
 483     }
 484     // Wait for completion of irecv's.
 485     for(src = 0; src < size - 1; src++) {
 486       index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 487       if(index == MPI_UNDEFINED) {
 488         break;
 489       }
 490       smpi_op_apply(op, tmpbufs[index], recvbuf, &count, &datatype);
 491     }
 492     for(index = 0; index < size - 1; index++) {
 493       xbt_free(tmpbufs[index]);
 494     }
 495     xbt_free(tmpbufs);
 496     xbt_free(requests);
 497   }
 498 }
 499
 500 void smpi_mpi_allreduce(void* sendbuf, void* recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm) {
 501   smpi_mpi_reduce(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, 0, comm);
 502   smpi_mpi_bcast(recvbuf, count, datatype, 0, comm);
 503
 504 /*
 505 FIXME: buggy implementation
 506
 507   int system_tag = 666;
 508   int rank, size, other, index, datasize;
 509   MPI_Request* requests;
 510   void** tmpbufs;
 511
 512   rank = smpi_comm_rank(comm);
 513   size = smpi_comm_size(comm);
 514   datasize = smpi_datatype_size(datatype);
 515   // Local copy from self
 516   memcpy(recvbuf, sendbuf, count * datasize * sizeof(char));
 517   // Send/Recv buffers to/from others;
 518   //TODO: make a MPI_barrier here ?
 519   requests = xbt_new(MPI_Request, 2 * (size - 1));
 520   tmpbufs = xbt_new(void*, size - 1);
 521   index = 0;
 522   for(other = 0; other < size; other++) {
 523     if(other != rank) {
 524       tmpbufs[index / 2] = xbt_malloc(count * datasize);
 525       requests[index] = smpi_mpi_isend(sendbuf, count, datatype, other, system_tag, comm);
 526       requests[index + 1] = smpi_mpi_irecv(tmpbufs[index / 2], count, datatype, other, system_tag, comm);
 527       index += 2;
 528     }
 529   }
 530   // Wait for completion of all comms.
 531   for(other = 0; other < 2 * (size - 1); other++) {
 532     index = smpi_mpi_waitany(size - 1, requests, MPI_STATUS_IGNORE);
 533     if(index == MPI_UNDEFINED) {
 534       break;
 535     }
 536     if((index & 1) == 1) {
 537       // Request is odd: it's a irecv
 538       smpi_op_apply(op, tmpbufs[index / 2], recvbuf, &count, &datatype);
 539     }
 540   }
 541   for(index = 0; index < size - 1; index++) {
 542     xbt_free(tmpbufs[index]);
 543   }
 544   xbt_free(tmpbufs);
 545   xbt_free(requests);
 546 */
 547 }