src/smpi/mpi/smpi_op.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "smpi_op.hpp"
   7 #include "private.hpp"
   8 #include "smpi_datatype.hpp"
   9 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
  10
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_op, smpi, "Logging specific to SMPI (op)");
  12
  13 #define MAX_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (b) : (a)
  14 #define MIN_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (a) : (b)
  15 #define SUM_OP(a, b)  (b) += (a)
  16 #define PROD_OP(a, b) (b) *= (a)
  17 #define LAND_OP(a, b) (b) = (a) && (b)
  18 #define LOR_OP(a, b)  (b) = (a) || (b)
  19 #define LXOR_OP(a, b) (b) = (not(a) && (b)) || ((a) && not(b))
  20 #define BAND_OP(a, b) (b) &= (a)
  21 #define BOR_OP(a, b)  (b) |= (a)
  22 #define BXOR_OP(a, b) (b) ^= (a)
  23 #define MAXLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (b) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (a))
  24 #define MINLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (a) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (b))
  25
  26 #define APPLY_FUNC(a, b, length, type, func) \
  27 {                                          \
  28   int i;                                   \
  29   type* x = (type*)(a);                    \
  30   type* y = (type*)(b);                    \
  31   for(i = 0; i < *(length); i++) {         \
  32     func(x[i], y[i]);                      \
  33   }                                        \
  34 }
  35
  36 #define APPLY_OP_LOOP(dtype, type, op) \
  37   if (*datatype == dtype) {\
  38     APPLY_FUNC(a, b, length, type, op)\
  39   } else \
  40
  41
  42 #define APPLY_BASIC_OP_LOOP(op)\
  43 APPLY_OP_LOOP(MPI_CHAR, char,op)\
  44 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT, short,op)\
  45 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT, int,op)\
  46 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG, long,op)\
  47 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_LONG, long long,op)\
  48 APPLY_OP_LOOP(MPI_SIGNED_CHAR, signed char,op)\
  49 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_CHAR, unsigned char,op)\
  50 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_SHORT, unsigned short,op)\
  51 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED, unsigned int,op)\
  52 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG, unsigned long,op)\
  53 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, unsigned long long,op)\
  54 APPLY_OP_LOOP(MPI_WCHAR, wchar_t,op)\
  55 APPLY_OP_LOOP(MPI_BYTE, int8_t,op)\
  56 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT8_T, int8_t,op)\
  57 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT16_T, int16_t,op)\
  58 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT32_T, int32_t,op)\
  59 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT64_T, int64_t,op)\
  60 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT8_T, uint8_t,op)\
  61 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT16_T, uint16_t,op)\
  62 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT32_T, uint32_t,op)\
  63 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT64_T, uint64_t,op)\
  64 APPLY_OP_LOOP(MPI_AINT, MPI_Aint,op)\
  65 APPLY_OP_LOOP(MPI_OFFSET, MPI_Offset,op)\
  66 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER1, int,op)\
  67 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER2, int16_t,op)\
  68 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER4, int32_t,op)\
  69 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER8, int64_t,op)\
  70 APPLY_OP_LOOP(MPI_COUNT, long long,op)
  71
  72
  73 #define APPLY_BOOL_OP_LOOP(op)\
  74 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_BOOL, bool,op)
  75
  76 #define APPLY_FLOAT_OP_LOOP(op)\
  77 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT, float,op)\
  78 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE, double,op)\
  79 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE, long double,op)\
  80 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL, float,op)\
  81 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL4, float,op)\
  82 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL8, double,op)\
  83 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL16, long double,op)
  84
  85 #define APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(op)\
  86 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_FLOAT_COMPLEX, float _Complex,op)\
  87 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_DOUBLE_COMPLEX, double _Complex,op)\
  88 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, long double _Complex,op)
  89
  90 #define APPLY_PAIR_OP_LOOP(op)\
  91 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT_INT, float_int,op)\
  92 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_INT, long_int,op)\
  93 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE_INT, double_int,op)\
  94 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT_INT, short_int,op)\
  95 APPLY_OP_LOOP(MPI_2INT, int_int,op)\
  96 APPLY_OP_LOOP(MPI_2FLOAT, float_float,op)\
  97 APPLY_OP_LOOP(MPI_2DOUBLE, double_double,op)\
  98 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE_INT, long_double_int,op)\
  99 APPLY_OP_LOOP(MPI_2LONG, long_long,op)
 100
 101 #define APPLY_END_OP_LOOP(op)\
 102   {\
 103     xbt_die("Failed to apply " #op " to type %s", (*datatype)->name());\
 104   }
 105
 106 static void max_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 107 {
 108   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MAX_OP)
 109   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MAX_OP)
 110   APPLY_END_OP_LOOP(MAX_OP)
 111 }
 112
 113 static void min_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 114 {
 115   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MIN_OP)
 116   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MIN_OP)
 117   APPLY_END_OP_LOOP(MIN_OP)
 118 }
 119
 120 static void sum_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 121 {
 122   APPLY_BASIC_OP_LOOP(SUM_OP)
 123   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(SUM_OP)
 124   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(SUM_OP)
 125   APPLY_END_OP_LOOP(SUM_OP)
 126 }
 127
 128 static void prod_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 129 {
 130   APPLY_BASIC_OP_LOOP(PROD_OP)
 131   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(PROD_OP)
 132   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(PROD_OP)
 133   APPLY_END_OP_LOOP(PROD_OP)
 134 }
 135
 136 static void land_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 137 {
 138   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LAND_OP)
 139   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LAND_OP)
 140   APPLY_END_OP_LOOP(LAND_OP)
 141 }
 142
 143 static void lor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 144 {
 145   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LOR_OP)
 146   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LOR_OP)
 147   APPLY_END_OP_LOOP(LOR_OP)
 148 }
 149
 150 static void lxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 151 {
 152   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LXOR_OP)
 153   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LXOR_OP)
 154   APPLY_END_OP_LOOP(LXOR_OP)
 155 }
 156
 157 static void band_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 158 {
 159   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BAND_OP)
 160   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BAND_OP)
 161   APPLY_END_OP_LOOP(BAND_OP)
 162 }
 163
 164 static void bor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 165 {
 166   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BOR_OP)
 167   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BOR_OP)
 168   APPLY_END_OP_LOOP(BOR_OP)
 169 }
 170
 171 static void bxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 172 {
 173   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BXOR_OP)
 174   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BXOR_OP)
 175   APPLY_END_OP_LOOP(BXOR_OP)
 176 }
 177
 178 static void minloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 179 {
 180   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 181   APPLY_END_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 182 }
 183
 184 static void maxloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 185 {
 186   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 187   APPLY_END_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 188 }
 189
 190 static void replace_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 191 {
 192   memcpy(b, a, *length * (*datatype)->size());
 193 }
 194
 195 static void no_func(void*, void*, int*, MPI_Datatype*)
 196 {
 197   /* obviously a no-op */
 198 }
 199
 200 #define CREATE_MPI_OP(name, func)                             \
 201   static SMPI_Op mpi_##name (&(func) /* func */, true, true ); \
 202 MPI_Op name = &mpi_##name;
 203
 204 CREATE_MPI_OP(MPI_MAX, max_func);
 205 CREATE_MPI_OP(MPI_MIN, min_func);
 206 CREATE_MPI_OP(MPI_SUM, sum_func);
 207 CREATE_MPI_OP(MPI_PROD, prod_func);
 208 CREATE_MPI_OP(MPI_LAND, land_func);
 209 CREATE_MPI_OP(MPI_LOR, lor_func);
 210 CREATE_MPI_OP(MPI_LXOR, lxor_func);
 211 CREATE_MPI_OP(MPI_BAND, band_func);
 212 CREATE_MPI_OP(MPI_BOR, bor_func);
 213 CREATE_MPI_OP(MPI_BXOR, bxor_func);
 214 CREATE_MPI_OP(MPI_MAXLOC, maxloc_func);
 215 CREATE_MPI_OP(MPI_MINLOC, minloc_func);
 216 CREATE_MPI_OP(MPI_REPLACE, replace_func);
 217 CREATE_MPI_OP(MPI_NO_OP, no_func);
 218
 219 namespace simgrid{
 220 namespace smpi{
 221
 222 void Op::apply(const void* invec, void* inoutvec, const int* len, MPI_Datatype datatype)
 223 {
 224   if (smpi_privatize_global_variables == SmpiPrivStrategies::MMAP) {
 225     // we need to switch as the called function may silently touch global variables
 226     XBT_DEBUG("Applying operation, switch to the right data frame ");
 227     smpi_switch_data_segment(simgrid::s4u::Actor::self());
 228   }
 229
 230   if (not smpi_process()->replaying() && *len > 0) {
 231     if (not is_fortran_op_)
 232       this->func_(const_cast<void*>(invec), inoutvec, const_cast<int*>(len), &datatype);
 233     else{
 234       XBT_DEBUG("Applying operation of length %d from %p and from/to %p", *len, invec, inoutvec);
 235       int tmp = datatype->c2f();
 236       /* Unfortunately, the C and Fortran version of the MPI standard do not agree on the type here,
 237          thus the reinterpret_cast. */
 238       this->func_(const_cast<void*>(invec), inoutvec, const_cast<int*>(len), reinterpret_cast<MPI_Datatype*>(&tmp));
 239     }
 240   }
 241 }
 242
 243 Op* Op::f2c(int id){
 244   return static_cast<Op*>(F2C::f2c(id));
 245 }
 246
 247 void Op::ref(){
 248   refcount_++;
 249 }
 250
 251 void Op::unref(MPI_Op* op){
 252   if((*op)!=MPI_OP_NULL){
 253     (*op)->refcount_--;
 254     if((*op)->refcount_==0 && (*op)->predefined_==false)
 255       delete(*op);
 256   }
 257 }
 258
 259 }
 260 }