src/smpi/include/smpi_file.hpp

   1 /* Copyright (c) 2010-2019. 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 #ifndef SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   8 #define SMPI_FILE_HPP_INCLUDED
   9 #include "simgrid/plugins/file_system.h"
  10 #include "smpi_comm.hpp"
  11 #include "smpi_coll.hpp"
  12 #include "smpi_datatype.hpp"
  13 #include "smpi_info.hpp"
  14 #include  <algorithm>
  15
  16 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(smpi_pmpi);
  17
  18 namespace simgrid{
  19 namespace smpi{
  20 class File{
  21   MPI_Comm comm_;
  22   int flags_;
  23   simgrid::s4u::File* file_;
  24   MPI_Info info_;
  25   MPI_Offset* shared_file_pointer_;
  26   s4u::MutexPtr shared_mutex_;
  27   MPI_Win win_;
  28   char* list_;
  29   public:
  30   File(MPI_Comm comm, const char *filename, int amode, MPI_Info info);
  31   File(const File&) = delete;
  32   File& operator=(const File&) = delete;
  33   ~File();
  34   int size();
  35   int get_position(MPI_Offset* offset);
  36   int get_position_shared(MPI_Offset* offset);
  37   int flags();
  38   MPI_Comm comm();
  39   int sync();
  40   int seek(MPI_Offset offset, int whence);
  41   int seek_shared(MPI_Offset offset, int whence);
  42   MPI_Info info();
  43   void set_info( MPI_Info info);
  44   static int read(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  45   static int read_shared(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  46   static int read_ordered(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  47   static int write(MPI_File fh, void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  48   static int write_shared(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  49   static int write_ordered(MPI_File fh, const void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  50   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)> int op_all(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status);
  51   static int close(MPI_File *fh);
  52   static int del(const char *filename, MPI_Info info);
  53 };
  54
  55   /* Read_all, Write_all : loosely based on */
  56   /* @article{Thakur:1996:ETM:245875.245879,*/
  57   /* author = {Thakur, Rajeev and Choudhary, Alok},*/
  58   /* title = {An Extended Two-phase Method for Accessing Sections of Out-of-core Arrays},*/
  59   /* journal = {Sci. Program.},*/
  60   /* issue_date = {Winter 1996},*/
  61   /* pages = {301--317},*/
  62   /* }*/
  63   template <int (*T)(MPI_File, void *, int, MPI_Datatype, MPI_Status *)>
  64   int File::op_all(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Status *status){
  65     //get min and max offsets from everyone.
  66     int size =  comm_->size();
  67     int rank = comm_-> rank();
  68     MPI_Offset min_offset = file_->tell();
  69     MPI_Offset max_offset = (min_offset + count * datatype->size());//cheating, as we don't care about exact data location, we can skip extent
  70     MPI_Offset* min_offsets = new MPI_Offset[size];
  71     MPI_Offset* max_offsets = new MPI_Offset[size];
  72     simgrid::smpi::Colls::allgather(&min_offset, 1, MPI_OFFSET, min_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  73     simgrid::smpi::Colls::allgather(&max_offset, 1, MPI_OFFSET, max_offsets, 1, MPI_OFFSET, comm_);
  74     MPI_Offset min=min_offset;
  75     MPI_Offset max=max_offset;
  76     MPI_Offset tot= 0;
  77     int empty=1;
  78     for(int i=0;i<size;i++){
  79       if(min_offsets[i]!=max_offsets[i])
  80         empty=0;
  81       tot+=(max_offsets[i]-min_offsets[i]);
  82       if(min_offsets[i]<min)
  83         min=min_offsets[i];
  84       if(max_offsets[i]>max)
  85         max=max_offsets[i];
  86     }
  87
  88     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my offsets to read : %lld:%lld, global min and max %lld:%lld", min_offset, max_offset, min, max);
  89     if(empty==1){
  90       delete[] min_offsets;
  91       delete[] max_offsets;
  92       status->count=0;
  93       return MPI_SUCCESS;
  94     }
  95     MPI_Offset total = max-min;
  96     if(total==tot && (datatype->flags() & DT_FLAG_CONTIGUOUS)){
  97       delete[] min_offsets;
  98       delete[] max_offsets;
  99       //contiguous. Just have each proc perform its read
 100       status->count=count * datatype->size();
 101       return T(this,buf,count,datatype, status);
 102     }
 103
 104     //Interleaved case : How much do I need to read, and whom to send it ?
 105     MPI_Offset my_chunk_start=(max-min+1)/size*rank;
 106     MPI_Offset my_chunk_end=((max-min+1)/size*(rank+1));
 107     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "my chunks to read : %lld:%lld", my_chunk_start, my_chunk_end);
 108     int* send_sizes = new int[size];
 109     int* recv_sizes = new int[size];
 110     int* send_disps = new int[size];
 111     int* recv_disps = new int[size];
 112     int total_sent=0;
 113     for(int i=0;i<size;i++){
 114       send_sizes[i]=0;
 115       send_disps[i]=0;//cheat to avoid issues when send>recv as we use recv buffer
 116       if((my_chunk_start>=min_offsets[i] && my_chunk_start < max_offsets[i])||
 117           ((my_chunk_end<=max_offsets[i]) && my_chunk_end> min_offsets[i])){
 118         send_sizes[i]=(std::min(max_offsets[i]-1, my_chunk_end-1)-std::max(min_offsets[i], my_chunk_start));
 119         //store min and max offest to actually read
 120         min_offset=std::min(min_offset, min_offsets[i]);
 121         total_sent+=send_sizes[i];
 122         XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to send %d bytes to %d", send_sizes[i], i);
 123       }
 124     }
 125     min_offset=std::max(min_offset, my_chunk_start);
 126
 127     //merge the ranges of every process
 128     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> ranges;
 129     for(int i=0; i<size; ++i)
 130       ranges.push_back(std::make_pair(min_offsets[i],max_offsets[i]));
 131     std::sort(ranges.begin(), ranges.end());
 132     std::vector<std::pair<MPI_Offset, MPI_Offset>> chunks;
 133     chunks.push_back(ranges[0]);
 134
 135     unsigned int nchunks=0;
 136     unsigned int i=1;
 137     while(i < ranges.size()){
 138       if(ranges[i].second>chunks[nchunks].second){
 139         // else range included - ignore
 140         if(ranges[i].first>chunks[nchunks].second){
 141           //new disjoint range
 142           chunks.push_back(ranges[i]);
 143           nchunks++;
 144         } else {
 145           //merge ranges
 146           chunks[nchunks].second=ranges[i].second;
 147         }
 148       }
 149       i++;
 150     }
 151     //what do I need to read ?
 152     MPI_Offset totreads=0;
 153     for(i=0; i<chunks.size();i++){
 154       if(chunks[i].second < my_chunk_start)
 155         continue;
 156       else if (chunks[i].first > my_chunk_end)
 157         continue;
 158       else
 159         totreads += (std::min(chunks[i].second, my_chunk_end-1)-std::max(chunks[i].first, my_chunk_start));
 160     }
 161     XBT_CDEBUG(smpi_pmpi, "will have to access %lld from my chunk", totreads);
 162
 163     unsigned char* sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(total_sent);
 164
 165     if(totreads>0){
 166       seek(min_offset, MPI_SEEK_SET);
 167       T(this,sendbuf,totreads/datatype->size(),datatype, status);
 168     }
 169     simgrid::smpi::Colls::alltoall(send_sizes, 1, MPI_INT, recv_sizes, 1, MPI_INT, comm_);
 170     int total_recv=0;
 171     for(int i=0;i<size;i++){
 172       recv_disps[i]=total_recv;
 173       total_recv+=recv_sizes[i];
 174     }
 175     //Set buf value to avoid copying dumb data
 176     simgrid::smpi::Colls::alltoallv(sendbuf, send_sizes, send_disps, MPI_BYTE,
 177                               buf, recv_sizes, recv_disps, MPI_BYTE, comm_);
 178     status->count=count * datatype->size();
 179     smpi_free_tmp_buffer(sendbuf);
 180     delete[] send_sizes;
 181     delete[] recv_sizes;
 182     delete[] send_disps;
 183     delete[] recv_disps;
 184     delete[] min_offsets;
 185     delete[] max_offsets;
 186     return MPI_SUCCESS;
 187   }
 188 }
 189 }
 190
 191 #endif