src/smpi/smpi_op.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2017. 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 "src/smpi/smpi_datatype.hpp"
   7 #include "src/smpi/smpi_op.hpp"
   8 #include "src/smpi/smpi_process.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_op, smpi, "Logging specific to SMPI (op)");
  11
  12 #define MAX_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (b) : (a)
  13 #define MIN_OP(a, b)  (b) = (a) < (b) ? (a) : (b)
  14 #define SUM_OP(a, b)  (b) += (a)
  15 #define PROD_OP(a, b) (b) *= (a)
  16 #define LAND_OP(a, b) (b) = (a) && (b)
  17 #define LOR_OP(a, b)  (b) = (a) || (b)
  18 #define LXOR_OP(a, b) (b) = (!(a) && (b)) || ((a) && !(b))
  19 #define BAND_OP(a, b) (b) &= (a)
  20 #define BOR_OP(a, b)  (b) |= (a)
  21 #define BXOR_OP(a, b) (b) ^= (a)
  22 #define MAXLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (b) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (a))
  23 #define MINLOC_OP(a, b)  (b) = (a.value) < (b.value) ? (a) : ((a.value) == (b.value) ? ((a.index) < (b.index) ? (a) : (b)) : (b))
  24
  25 #define APPLY_FUNC(a, b, length, type, func) \
  26 {                                          \
  27   int i;                                   \
  28   type* x = (type*)(a);                    \
  29   type* y = (type*)(b);                    \
  30   for(i = 0; i < *(length); i++) {         \
  31     func(x[i], y[i]);                      \
  32   }                                        \
  33 }
  34
  35 #define APPLY_OP_LOOP(dtype, type, op) \
  36   if (*datatype == dtype) {\
  37     APPLY_FUNC(a, b, length, type, op)\
  38   } else \
  39
  40
  41 #define APPLY_BASIC_OP_LOOP(op)\
  42 APPLY_OP_LOOP(MPI_CHAR, char,op)\
  43 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT, short,op)\
  44 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT, int,op)\
  45 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG, long,op)\
  46 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_LONG, long long,op)\
  47 APPLY_OP_LOOP(MPI_SIGNED_CHAR, signed char,op)\
  48 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_CHAR, unsigned char,op)\
  49 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_SHORT, unsigned short,op)\
  50 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED, unsigned int,op)\
  51 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG, unsigned long,op)\
  52 APPLY_OP_LOOP(MPI_UNSIGNED_LONG_LONG, unsigned long long,op)\
  53 APPLY_OP_LOOP(MPI_WCHAR, wchar_t,op)\
  54 APPLY_OP_LOOP(MPI_BYTE, int8_t,op)\
  55 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT8_T, int8_t,op)\
  56 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT16_T, int16_t,op)\
  57 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT32_T, int32_t,op)\
  58 APPLY_OP_LOOP(MPI_INT64_T, int64_t,op)\
  59 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT8_T, uint8_t,op)\
  60 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT16_T, uint16_t,op)\
  61 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT32_T, uint32_t,op)\
  62 APPLY_OP_LOOP(MPI_UINT64_T, uint64_t,op)\
  63 APPLY_OP_LOOP(MPI_AINT, MPI_Aint,op)\
  64 APPLY_OP_LOOP(MPI_OFFSET, MPI_Offset,op)\
  65 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER1, int,op)\
  66 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER2, int16_t,op)\
  67 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER4, int32_t,op)\
  68 APPLY_OP_LOOP(MPI_INTEGER8, int64_t,op)
  69
  70 #define APPLY_BOOL_OP_LOOP(op)\
  71 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_BOOL, bool,op)
  72
  73 #define APPLY_FLOAT_OP_LOOP(op)\
  74 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT, float,op)\
  75 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE, double,op)\
  76 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE, long double,op)\
  77 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL, float,op)\
  78 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL4, float,op)\
  79 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL8, float,op)\
  80 APPLY_OP_LOOP(MPI_REAL16, double,op)
  81
  82 #define APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(op)\
  83 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_FLOAT_COMPLEX, float _Complex,op)\
  84 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_DOUBLE_COMPLEX, double _Complex,op)\
  85 APPLY_OP_LOOP(MPI_C_LONG_DOUBLE_COMPLEX, long double _Complex,op)
  86
  87 #define APPLY_PAIR_OP_LOOP(op)\
  88 APPLY_OP_LOOP(MPI_FLOAT_INT, float_int,op)\
  89 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_INT, long_int,op)\
  90 APPLY_OP_LOOP(MPI_DOUBLE_INT, double_int,op)\
  91 APPLY_OP_LOOP(MPI_SHORT_INT, short_int,op)\
  92 APPLY_OP_LOOP(MPI_2INT, int_int,op)\
  93 APPLY_OP_LOOP(MPI_2FLOAT, float_float,op)\
  94 APPLY_OP_LOOP(MPI_2DOUBLE, double_double,op)\
  95 APPLY_OP_LOOP(MPI_LONG_DOUBLE_INT, long_double_int,op)\
  96 APPLY_OP_LOOP(MPI_2LONG, long_long,op)
  97
  98 #define APPLY_END_OP_LOOP(op)\
  99   {\
 100     xbt_die("Failed to apply " #op " to type %s", (*datatype)->name());\
 101   }
 102
 103 static void max_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 104 {
 105   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MAX_OP)
 106   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MAX_OP)
 107   APPLY_END_OP_LOOP(MAX_OP)
 108 }
 109
 110 static void min_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 111 {
 112   APPLY_BASIC_OP_LOOP(MIN_OP)
 113   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(MIN_OP)
 114   APPLY_END_OP_LOOP(MIN_OP)
 115 }
 116
 117 static void sum_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 118 {
 119   APPLY_BASIC_OP_LOOP(SUM_OP)
 120   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(SUM_OP)
 121   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(SUM_OP)
 122   APPLY_END_OP_LOOP(SUM_OP)
 123 }
 124
 125 static void prod_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 126 {
 127   APPLY_BASIC_OP_LOOP(PROD_OP)
 128   APPLY_FLOAT_OP_LOOP(PROD_OP)
 129   APPLY_COMPLEX_OP_LOOP(PROD_OP)
 130   APPLY_END_OP_LOOP(PROD_OP)
 131 }
 132
 133 static void land_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 134 {
 135   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LAND_OP)
 136   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LAND_OP)
 137   APPLY_END_OP_LOOP(LAND_OP)
 138 }
 139
 140 static void lor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 141 {
 142   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LOR_OP)
 143   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LOR_OP)
 144   APPLY_END_OP_LOOP(LOR_OP)
 145 }
 146
 147 static void lxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 148 {
 149   APPLY_BASIC_OP_LOOP(LXOR_OP)
 150   APPLY_BOOL_OP_LOOP(LXOR_OP)
 151   APPLY_END_OP_LOOP(LXOR_OP)
 152 }
 153
 154 static void band_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 155 {
 156   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BAND_OP)
 157   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BAND_OP)
 158   APPLY_END_OP_LOOP(BAND_OP)
 159 }
 160
 161 static void bor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 162 {
 163   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BOR_OP)
 164   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BOR_OP)
 165   APPLY_END_OP_LOOP(BOR_OP)
 166 }
 167
 168 static void bxor_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 169 {
 170   APPLY_BASIC_OP_LOOP(BXOR_OP)
 171   APPLY_BOOL_OP_LOOP(BXOR_OP)
 172   APPLY_END_OP_LOOP(BXOR_OP)
 173 }
 174
 175 static void minloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 176 {
 177   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 178   APPLY_END_OP_LOOP(MINLOC_OP)
 179 }
 180
 181 static void maxloc_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 182 {
 183   APPLY_PAIR_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 184   APPLY_END_OP_LOOP(MAXLOC_OP)
 185 }
 186
 187 static void replace_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 188 {
 189   memcpy(b, a, *length * (*datatype)->size());
 190 }
 191
 192 static void no_func(void *a, void *b, int *length, MPI_Datatype * datatype)
 193 {
 194   /* obviously a no-op */
 195 }
 196
 197 #define CREATE_MPI_OP(name, func)                             \
 198   static SMPI_Op mpi_##name (&(func) /* func */, true ); \
 199 MPI_Op name = &mpi_##name;
 200
 201 CREATE_MPI_OP(MPI_MAX, max_func);
 202 CREATE_MPI_OP(MPI_MIN, min_func);
 203 CREATE_MPI_OP(MPI_SUM, sum_func);
 204 CREATE_MPI_OP(MPI_PROD, prod_func);
 205 CREATE_MPI_OP(MPI_LAND, land_func);
 206 CREATE_MPI_OP(MPI_LOR, lor_func);
 207 CREATE_MPI_OP(MPI_LXOR, lxor_func);
 208 CREATE_MPI_OP(MPI_BAND, band_func);
 209 CREATE_MPI_OP(MPI_BOR, bor_func);
 210 CREATE_MPI_OP(MPI_BXOR, bxor_func);
 211 CREATE_MPI_OP(MPI_MAXLOC, maxloc_func);
 212 CREATE_MPI_OP(MPI_MINLOC, minloc_func);
 213 CREATE_MPI_OP(MPI_REPLACE, replace_func);
 214 CREATE_MPI_OP(MPI_NO_OP, no_func);
 215
 216 namespace simgrid{
 217 namespace smpi{
 218
 219 Op::Op(MPI_User_function * function, bool commutative) : func_(function), is_commutative_(commutative)
 220 {
 221   is_fortran_op_ = false;
 222 }
 223
 224 bool Op::is_commutative()
 225 {
 226   return is_commutative_;
 227 }
 228
 229 bool Op::is_fortran_op()
 230 {
 231   return is_fortran_op_;
 232 }
 233
 234 void Op::set_fortran_op()
 235 {
 236   //tell that we were created from fortran, so we need to translate the type to fortran when called
 237   is_fortran_op_ = true;
 238 }
 239
 240 void Op::apply(void *invec, void *inoutvec, int *len, MPI_Datatype datatype)
 241 {
 242   if(smpi_privatize_global_variables == SMPI_PRIVATIZE_MMAP){//we need to switch as the called function may silently touch global variables
 243     XBT_DEBUG("Applying operation, switch to the right data frame ");
 244     smpi_switch_data_segment(smpi_process()->index());
 245   }
 246
 247   if(!smpi_process()->replaying() && *len > 0){
 248     if(! is_fortran_op_)
 249       this->func_(invec, inoutvec, len, &datatype);
 250     else{
 251       XBT_DEBUG("Applying operation of length %d from %p and from/to %p", *len, invec, inoutvec);
 252       int tmp = datatype->c2f();
 253       /* Unfortunately, the C and Fortran version of the MPI standard do not agree on the type here,
 254          thus the reinterpret_cast. */
 255       this->func_(invec, inoutvec, len, reinterpret_cast<MPI_Datatype*>(&tmp) );
 256     }
 257   }
 258 }
 259
 260 Op* Op::f2c(int id){
 261   return static_cast<Op*>(F2C::f2c(id));
 262 }
 263
 264 }
 265 }