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