src/smpi/internals/smpi_replay.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2018. 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 "private.hpp"
   7 #include "smpi_coll.hpp"
   8 #include "smpi_comm.hpp"
   9 #include "smpi_datatype.hpp"
  10 #include "smpi_group.hpp"
  11 #include "smpi_process.hpp"
  12 #include "smpi_request.hpp"
  13 #include "xbt/replay.hpp"
  14
  15 #include <boost/algorithm/string/join.hpp>
  16 #include <memory>
  17 #include <numeric>
  18 #include <unordered_map>
  19 #include <vector>
  20
  21 using simgrid::s4u::Actor;
  22
  23 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_replay,smpi,"Trace Replay with SMPI");
  24
  25 static int active_processes  = 0;
  26 static std::unordered_map<int, std::vector<MPI_Request>*> reqq;
  27
  28 static MPI_Datatype MPI_DEFAULT_TYPE;
  29
  30 #define CHECK_ACTION_PARAMS(action, mandatory, optional)                                                               \
  31   {                                                                                                                    \
  32     if (action.size() < static_cast<unsigned long>(mandatory + 2))                                                     \
  33       THROWF(arg_error, 0, "%s replay failed.\n"                                                                       \
  34                            "%zu items were given on the line. First two should be process_id and action.  "            \
  35                            "This action needs after them %lu mandatory arguments, and accepts %lu optional ones. \n"   \
  36                            "Please contact the Simgrid team if support is needed",                                     \
  37              __func__, action.size(), static_cast<unsigned long>(mandatory), static_cast<unsigned long>(optional));    \
  38   }
  39
  40 static void log_timed_action(simgrid::xbt::ReplayAction& action, double clock)
  41 {
  42   if (XBT_LOG_ISENABLED(smpi_replay, xbt_log_priority_verbose)){
  43     std::string s = boost::algorithm::join(action, " ");
  44     XBT_VERB("%s %f", s.c_str(), smpi_process()->simulated_elapsed() - clock);
  45   }
  46 }
  47
  48 static std::vector<MPI_Request>* get_reqq_self()
  49 {
  50   return reqq.at(simgrid::s4u::this_actor::getPid());
  51 }
  52
  53 static void set_reqq_self(std::vector<MPI_Request> *mpi_request)
  54 {
  55   reqq.insert({simgrid::s4u::this_actor::getPid(), mpi_request});
  56 }
  57
  58 /* Helper function */
  59 static double parse_double(std::string string)
  60 {
  61   return xbt_str_parse_double(string.c_str(), "%s is not a double");
  62 }
  63
  64 namespace simgrid {
  65 namespace smpi {
  66
  67 namespace replay {
  68 class ActionArgParser {
  69 public:
  70   virtual ~ActionArgParser() = default;
  71   virtual void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) { CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 0) }
  72 };
  73
  74 class SendRecvParser : public ActionArgParser {
  75 public:
  76   /* communication partner; if we send, this is the receiver and vice versa */
  77   int partner;
  78   double size;
  79   MPI_Datatype datatype1 = MPI_DEFAULT_TYPE;
  80
  81   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
  82   {
  83     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
  84     partner = std::stoi(action[2]);
  85     size    = parse_double(action[3]);
  86     if (action.size() > 4)
  87       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
  88   }
  89 };
  90
  91 class ComputeParser : public ActionArgParser {
  92 public:
  93   /* communication partner; if we send, this is the receiver and vice versa */
  94   double flops;
  95
  96   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
  97   {
  98     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 1, 0)
  99     flops = parse_double(action[2]);
 100   }
 101 };
 102
 103 class CollCommParser : public ActionArgParser {
 104 public:
 105   double size;
 106   double comm_size;
 107   double comp_size;
 108   int send_size;
 109   int recv_size;
 110   int root = 0;
 111   MPI_Datatype datatype1 = MPI_DEFAULT_TYPE;
 112   MPI_Datatype datatype2 = MPI_DEFAULT_TYPE;
 113 };
 114
 115 class BcastArgParser : public CollCommParser {
 116 public:
 117   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 118   {
 119     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 1, 2)
 120     size = parse_double(action[2]);
 121     root = (action.size() > 3) ? std::stoi(action[3]) : 0;
 122     if (action.size() > 4)
 123       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
 124   }
 125 };
 126
 127 class ReduceArgParser : public CollCommParser {
 128 public:
 129   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 130   {
 131     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 2)
 132     comm_size = parse_double(action[2]);
 133     comp_size = parse_double(action[3]);
 134     root      = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
 135     if (action.size() > 5)
 136       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 137   }
 138 };
 139
 140 class AllReduceArgParser : public CollCommParser {
 141 public:
 142   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 143   {
 144     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
 145     comm_size = parse_double(action[2]);
 146     comp_size = parse_double(action[3]);
 147     if (action.size() > 4)
 148       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
 149   }
 150 };
 151
 152 class AllToAllArgParser : public CollCommParser {
 153 public:
 154   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 155   {
 156     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
 157     comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
 158     send_size = parse_double(action[2]);
 159     recv_size = parse_double(action[3]);
 160
 161     if (action.size() > 4)
 162       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
 163     if (action.size() > 5)
 164       datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 165   }
 166 };
 167
 168 class GatherArgParser : public CollCommParser {
 169 public:
 170   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 171   {
 172     /* The structure of the gather action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 173           0 gather 68 68 0 0 0
 174         where:
 175           1) 68 is the sendcounts
 176           2) 68 is the recvcounts
 177           3) 0 is the root node
 178           4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 179           5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 180     */
 181     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 3)
 182     comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
 183     send_size = parse_double(action[2]);
 184     recv_size = parse_double(action[3]);
 185
 186     if (name == "gather") {
 187       root      = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
 188       if (action.size() > 5)
 189         datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 190       if (action.size() > 6)
 191         datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[6]);
 192     }
 193     else {
 194       if (action.size() > 4)
 195         datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
 196       if (action.size() > 5)
 197         datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 198     }
 199   }
 200 };
 201
 202 class GatherVArgParser : public CollCommParser {
 203 public:
 204   int recv_size_sum;
 205   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts;
 206   std::vector<int> disps;
 207   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 208   {
 209     /* The structure of the gatherv action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 210          0 gather 68 68 10 10 10 0 0 0
 211        where:
 212          1) 68 is the sendcount
 213          2) 68 10 10 10 is the recvcounts
 214          3) 0 is the root node
 215          4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 216          5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 217     */
 218     comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
 219     CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size+1, 2)
 220     send_size = parse_double(action[2]);
 221     disps     = std::vector<int>(comm_size, 0);
 222     recvcounts = std::shared_ptr<std::vector<int>>(new std::vector<int>(comm_size));
 223
 224     if (name == "gatherV") {
 225       root = (action.size() > 3 + comm_size) ? std::stoi(action[3 + comm_size]) : 0;
 226       if (action.size() > 4 + comm_size)
 227         datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + comm_size]);
 228       if (action.size() > 5 + comm_size)
 229         datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5 + comm_size]);
 230     }
 231     else {
 232       int datatype_index = 0;
 233       int disp_index     = 0;
 234       /* The 3 comes from "0 gather <sendcount>", which must always be present.
 235        * The + comm_size is the recvcounts array, which must also be present
 236        */
 237       if (action.size() > 3 + comm_size + comm_size) { /* datatype + disp are specified */
 238         datatype_index = 3 + comm_size;
 239         disp_index     = datatype_index + 1;
 240         datatype1      = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index]);
 241         datatype2      = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index]);
 242       } else if (action.size() > 3 + comm_size + 2) { /* disps specified; datatype is not specified; use the default one */
 243         disp_index     = 3 + comm_size;
 244       } else if (action.size() > 3 + comm_size)  { /* only datatype, no disp specified */
 245         datatype_index = 3 + comm_size;
 246         datatype1      = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index]);
 247         datatype2      = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index]);
 248       }
 249
 250       if (disp_index != 0) {
 251         for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++)
 252           disps[i]          = std::stoi(action[disp_index + i]);
 253       }
 254     }
 255
 256     for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
 257       (*recvcounts)[i] = std::stoi(action[i + 3]);
 258     }
 259     recv_size_sum = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
 260   }
 261 };
 262
 263 class ScatterArgParser : public CollCommParser {
 264 public:
 265   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 266   {
 267     /* The structure of the scatter action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 268           0 gather 68 68 0 0 0
 269         where:
 270           1) 68 is the sendcounts
 271           2) 68 is the recvcounts
 272           3) 0 is the root node
 273           4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 274           5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 275     */
 276     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 3)
 277     comm_size   = MPI_COMM_WORLD->size();
 278     send_size   = parse_double(action[2]);
 279     recv_size   = parse_double(action[3]);
 280     root   = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
 281     if (action.size() > 5)
 282       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 283     if (action.size() > 6)
 284       datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[6]);
 285   }
 286 };
 287
 288 class ScatterVArgParser : public CollCommParser {
 289 public:
 290   int recv_size_sum;
 291   int send_size_sum;
 292   std::shared_ptr<std::vector<int>> sendcounts;
 293   std::vector<int> disps;
 294   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 295   {
 296     /* The structure of the scatterv action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 297        0 gather 68 10 10 10 68 0 0 0
 298         where:
 299         1) 68 10 10 10 is the sendcounts
 300         2) 68 is the recvcount
 301         3) 0 is the root node
 302         4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 303         5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
 304     */
 305     CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size + 1, 2)
 306     recv_size  = parse_double(action[2 + comm_size]);
 307     disps      = std::vector<int>(comm_size, 0);
 308     sendcounts = std::shared_ptr<std::vector<int>>(new std::vector<int>(comm_size));
 309
 310     if (action.size() > 5 + comm_size)
 311       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + comm_size]);
 312     if (action.size() > 5 + comm_size)
 313       datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]);
 314
 315     for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
 316       (*sendcounts)[i] = std::stoi(action[i + 2]);
 317     }
 318     send_size_sum = std::accumulate(sendcounts->begin(), sendcounts->end(), 0);
 319     root = (action.size() > 3 + comm_size) ? std::stoi(action[3 + comm_size]) : 0;
 320   }
 321 };
 322
 323 class ReduceScatterArgParser : public CollCommParser {
 324 public:
 325   int recv_size_sum;
 326   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts;
 327   std::vector<int> disps;
 328   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 329   {
 330     /* The structure of the reducescatter action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 331          0 reduceScatter 275427 275427 275427 204020 11346849 0
 332        where:
 333          1) The first four values after the name of the action declare the recvcounts array
 334          2) The value 11346849 is the amount of instructions
 335          3) The last value corresponds to the datatype, see simgrid::smpi::Datatype::decode().
 336     */
 337     comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
 338     CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size+1, 1)
 339     comp_size = parse_double(action[2+comm_size]);
 340     recvcounts = std::shared_ptr<std::vector<int>>(new std::vector<int>(comm_size));
 341     if (action.size() > 3 + comm_size)
 342       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[3 + comm_size]);
 343
 344     for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
 345       recvcounts->push_back(std::stoi(action[i + 2]));
 346     }
 347     recv_size_sum = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
 348   }
 349 };
 350
 351 class AllToAllVArgParser : public CollCommParser {
 352 public:
 353   int recv_size_sum;
 354   int send_size_sum;
 355   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts;
 356   std::shared_ptr<std::vector<int>> sendcounts;
 357   std::vector<int> senddisps;
 358   std::vector<int> recvdisps;
 359   int send_buf_size;
 360   int recv_buf_size;
 361   void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action, std::string name) override
 362   {
 363     /* The structure of the allToAllV action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
 364           0 allToAllV 100 1 7 10 12 100 1 70 10 5
 365        where:
 366         1) 100 is the size of the send buffer *sizeof(int),
 367         2) 1 7 10 12 is the sendcounts array
 368         3) 100*sizeof(int) is the size of the receiver buffer
 369         4)  1 70 10 5 is the recvcounts array
 370     */
 371     comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
 372     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2*comm_size+2, 2)
 373     sendcounts = std::shared_ptr<std::vector<int>>(new std::vector<int>(comm_size));
 374     recvcounts = std::shared_ptr<std::vector<int>>(new std::vector<int>(comm_size));
 375     senddisps  = std::vector<int>(comm_size, 0);
 376     recvdisps  = std::vector<int>(comm_size, 0);
 377
 378     if (action.size() > 5 + 2 * comm_size)
 379       datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + 2 * comm_size]);
 380     if (action.size() > 5 + 2 * comm_size)
 381       datatype2 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5 + 2 * comm_size]);
 382
 383     send_buf_size=parse_double(action[2]);
 384     recv_buf_size=parse_double(action[3+comm_size]);
 385     for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
 386       (*sendcounts)[i] = std::stoi(action[3 + i]);
 387       (*recvcounts)[i] = std::stoi(action[4 + comm_size + i]);
 388     }
 389     send_size_sum = std::accumulate(sendcounts->begin(), sendcounts->end(), 0);
 390     recv_size_sum = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
 391   }
 392 };
 393
 394 template <class T> class ReplayAction {
 395 protected:
 396   const std::string name;
 397   const int my_proc_id;
 398   T args;
 399
 400 public:
 401   explicit ReplayAction(std::string name) : name(name), my_proc_id(simgrid::s4u::this_actor::getPid()) {}
 402   virtual ~ReplayAction() = default;
 403
 404   virtual void execute(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
 405   {
 406     // Needs to be re-initialized for every action, hence here
 407     double start_time = smpi_process()->simulated_elapsed();
 408     args.parse(action, name);
 409     kernel(action);
 410     if (name != "Init")
 411       log_timed_action(action, start_time);
 412   }
 413
 414   virtual void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) = 0;
 415
 416   void* send_buffer(int size)
 417   {
 418     return smpi_get_tmp_sendbuffer(size);
 419   }
 420
 421   void* recv_buffer(int size)
 422   {
 423     return smpi_get_tmp_recvbuffer(size);
 424   }
 425 };
 426
 427 class WaitAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 428 public:
 429   WaitAction() : ReplayAction("Wait") {}
 430   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 431   {
 432     std::string s = boost::algorithm::join(action, " ");
 433     xbt_assert(get_reqq_self()->size(), "action wait not preceded by any irecv or isend: %s", s.c_str());
 434     MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
 435     get_reqq_self()->pop_back();
 436
 437     if (request == nullptr) {
 438       /* Assume that the trace is well formed, meaning the comm might have been caught by a MPI_test. Then just
 439        * return.*/
 440       return;
 441     }
 442
 443     int rank = request->comm() != MPI_COMM_NULL ? request->comm()->rank() : -1;
 444
 445     // Must be taken before Request::wait() since the request may be set to
 446     // MPI_REQUEST_NULL by Request::wait!
 447     int src                  = request->comm()->group()->rank(request->src());
 448     int dst                  = request->comm()->group()->rank(request->dst());
 449     bool is_wait_for_receive = (request->flags() & RECV);
 450     // TODO: Here we take the rank while we normally take the process id (look for my_proc_id)
 451     TRACE_smpi_comm_in(rank, __func__, new simgrid::instr::NoOpTIData("wait"));
 452
 453     MPI_Status status;
 454     Request::wait(&request, &status);
 455
 456     TRACE_smpi_comm_out(rank);
 457     if (is_wait_for_receive)
 458       TRACE_smpi_recv(src, dst, 0);
 459   }
 460 };
 461
 462 class SendAction : public ReplayAction<SendRecvParser> {
 463 public:
 464   SendAction() = delete;
 465   explicit SendAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
 466   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 467   {
 468     int dst_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.partner)->getPid();
 469
 470     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __func__, new simgrid::instr::Pt2PtTIData(name, args.partner, args.size,
 471                                                                              Datatype::encode(args.datatype1)));
 472     if (not TRACE_smpi_view_internals())
 473       TRACE_smpi_send(my_proc_id, my_proc_id, dst_traced, 0, args.size * args.datatype1->size());
 474
 475     if (name == "send") {
 476       Request::send(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
 477     } else if (name == "Isend") {
 478       MPI_Request request = Request::isend(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
 479       get_reqq_self()->push_back(request);
 480     } else {
 481       xbt_die("Don't know this action, %s", name.c_str());
 482     }
 483
 484     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 485   }
 486 };
 487
 488 class RecvAction : public ReplayAction<SendRecvParser> {
 489 public:
 490   RecvAction() = delete;
 491   explicit RecvAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
 492   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 493   {
 494     int src_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.partner)->getPid();
 495
 496     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __func__, new simgrid::instr::Pt2PtTIData(name, args.partner, args.size,
 497                                                                              Datatype::encode(args.datatype1)));
 498
 499     MPI_Status status;
 500     // unknown size from the receiver point of view
 501     if (args.size <= 0.0) {
 502       Request::probe(args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
 503       args.size = status.count;
 504     }
 505
 506     if (name == "recv") {
 507       Request::recv(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
 508     } else if (name == "Irecv") {
 509       MPI_Request request = Request::irecv(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
 510       get_reqq_self()->push_back(request);
 511     }
 512
 513     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 514     // TODO: Check why this was only activated in the "recv" case and not in the "Irecv" case
 515     if (name == "recv" && not TRACE_smpi_view_internals()) {
 516       TRACE_smpi_recv(src_traced, my_proc_id, 0);
 517     }
 518   }
 519 };
 520
 521 class ComputeAction : public ReplayAction<ComputeParser> {
 522 public:
 523   ComputeAction() : ReplayAction("compute") {}
 524   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 525   {
 526     TRACE_smpi_computing_in(my_proc_id, args.flops);
 527     smpi_execute_flops(args.flops);
 528     TRACE_smpi_computing_out(my_proc_id);
 529   }
 530 };
 531
 532 class TestAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 533 public:
 534   TestAction() : ReplayAction("Test") {}
 535   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 536   {
 537     MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
 538     get_reqq_self()->pop_back();
 539     // if request is null here, this may mean that a previous test has succeeded
 540     // Different times in traced application and replayed version may lead to this
 541     // In this case, ignore the extra calls.
 542     if (request != nullptr) {
 543       TRACE_smpi_testing_in(my_proc_id);
 544
 545       MPI_Status status;
 546       int flag = Request::test(&request, &status);
 547
 548       XBT_DEBUG("MPI_Test result: %d", flag);
 549       /* push back request in vector to be caught by a subsequent wait. if the test did succeed, the request is now
 550        * nullptr.*/
 551       get_reqq_self()->push_back(request);
 552
 553       TRACE_smpi_testing_out(my_proc_id);
 554     }
 555   }
 556 };
 557
 558 class InitAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 559 public:
 560   InitAction() : ReplayAction("Init") {}
 561   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 562   {
 563     CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 1)
 564     MPI_DEFAULT_TYPE = (action.size() > 2) ? MPI_DOUBLE // default MPE datatype
 565                                            : MPI_BYTE;  // default TAU datatype
 566
 567     /* start a simulated timer */
 568     smpi_process()->simulated_start();
 569     /*initialize the number of active processes */
 570     active_processes = smpi_process_count();
 571
 572     set_reqq_self(new std::vector<MPI_Request>);
 573   }
 574 };
 575
 576 class CommunicatorAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 577 public:
 578   CommunicatorAction() : ReplayAction("Comm") {}
 579   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override { /* nothing to do */}
 580 };
 581
 582 class WaitAllAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 583 public:
 584   WaitAllAction() : ReplayAction("waitAll") {}
 585   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 586   {
 587     const unsigned int count_requests = get_reqq_self()->size();
 588
 589     if (count_requests > 0) {
 590       TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __func__, new simgrid::instr::Pt2PtTIData("waitAll", -1, count_requests, ""));
 591       std::vector<std::pair</*sender*/int,/*recv*/int>> sender_receiver;
 592       for (const auto& req : (*get_reqq_self())) {
 593         if (req && (req->flags() & RECV)) {
 594           sender_receiver.push_back({req->src(), req->dst()});
 595         }
 596       }
 597       MPI_Status status[count_requests];
 598       Request::waitall(count_requests, &(*get_reqq_self())[0], status);
 599
 600       for (auto& pair : sender_receiver) {
 601         TRACE_smpi_recv(pair.first, pair.second, 0);
 602       }
 603       TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 604     }
 605   }
 606 };
 607
 608 class BarrierAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
 609 public:
 610   BarrierAction() : ReplayAction("barrier") {}
 611   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 612   {
 613     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __func__, new simgrid::instr::NoOpTIData("barrier"));
 614     Colls::barrier(MPI_COMM_WORLD);
 615     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 616   }
 617 };
 618
 619 class BcastAction : public ReplayAction<BcastArgParser> {
 620 public:
 621   BcastAction() : ReplayAction("bcast") {}
 622   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 623   {
 624     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_bcast",
 625                        new simgrid::instr::CollTIData("bcast", MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.root)->getPid(),
 626                                                       -1.0, args.size, -1, Datatype::encode(args.datatype1), ""));
 627
 628     Colls::bcast(send_buffer(args.size * args.datatype1->size()), args.size, args.datatype1, args.root, MPI_COMM_WORLD);
 629
 630     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 631   }
 632 };
 633
 634 class ReduceAction : public ReplayAction<ReduceArgParser> {
 635 public:
 636   ReduceAction() : ReplayAction("reduce") {}
 637   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 638   {
 639     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_reduce",
 640                        new simgrid::instr::CollTIData("reduce", MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.root)->getPid(), args.comp_size,
 641                                                       args.comm_size, -1, Datatype::encode(args.datatype1), ""));
 642
 643     Colls::reduce(send_buffer(args.comm_size * args.datatype1->size()),
 644         recv_buffer(args.comm_size * args.datatype1->size()), args.comm_size, args.datatype1, MPI_OP_NULL, args.root, MPI_COMM_WORLD);
 645     smpi_execute_flops(args.comp_size);
 646
 647     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 648   }
 649 };
 650
 651 class AllReduceAction : public ReplayAction<AllReduceArgParser> {
 652 public:
 653   AllReduceAction() : ReplayAction("allReduce") {}
 654   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 655   {
 656     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_allReduce", new simgrid::instr::CollTIData("allReduce", -1, args.comp_size, args.comm_size, -1,
 657                                                                                 Datatype::encode(args.datatype1), ""));
 658
 659     Colls::allreduce(send_buffer(args.comm_size * args.datatype1->size()),
 660         recv_buffer(args.comm_size * args.datatype1->size()), args.comm_size, args.datatype1, MPI_OP_NULL, MPI_COMM_WORLD);
 661     smpi_execute_flops(args.comp_size);
 662
 663     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 664   }
 665 };
 666
 667 class AllToAllAction : public ReplayAction<AllToAllArgParser> {
 668 public:
 669   AllToAllAction() : ReplayAction("allToAll") {}
 670   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 671   {
 672     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_allToAll",
 673                      new simgrid::instr::CollTIData("allToAll", -1, -1.0, args.send_size, args.recv_size,
 674                                                     Datatype::encode(args.datatype1),
 675                                                     Datatype::encode(args.datatype2)));
 676
 677     Colls::alltoall(send_buffer(args.send_size * args.comm_size * args.datatype1->size()), args.send_size,
 678                     args.datatype1, recv_buffer(args.recv_size * args.comm_size * args.datatype2->size()),
 679                     args.recv_size, args.datatype2, MPI_COMM_WORLD);
 680
 681     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 682   }
 683 };
 684
 685 class GatherAction : public ReplayAction<GatherArgParser> {
 686 public:
 687   explicit GatherAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
 688   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 689   {
 690     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, name.c_str(), new simgrid::instr::CollTIData(name, (name == "gather") ? args.root : -1, -1.0, args.send_size, args.recv_size,
 691                                                                           Datatype::encode(args.datatype1), Datatype::encode(args.datatype2)));
 692
 693     if (name == "gather") {
 694       int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 695       Colls::gather(send_buffer(args.send_size * args.datatype1->size()), args.send_size, args.datatype1,
 696                  (rank == args.root) ? recv_buffer(args.recv_size * args.comm_size * args.datatype2->size()) : nullptr, args.recv_size, args.datatype2, args.root, MPI_COMM_WORLD);
 697     }
 698     else
 699       Colls::allgather(send_buffer(args.send_size * args.datatype1->size()), args.send_size, args.datatype1,
 700                        recv_buffer(args.recv_size * args.datatype2->size()), args.recv_size, args.datatype2, MPI_COMM_WORLD);
 701
 702     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 703   }
 704 };
 705
 706 class GatherVAction : public ReplayAction<GatherVArgParser> {
 707 public:
 708   explicit GatherVAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
 709   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 710   {
 711     int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 712
 713     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, name.c_str(), new simgrid::instr::VarCollTIData(
 714                                                name, (name == "gatherV") ? args.root : -1, args.send_size, nullptr, -1, args.recvcounts,
 715                                                Datatype::encode(args.datatype1), Datatype::encode(args.datatype2)));
 716
 717     if (name == "gatherV") {
 718       Colls::gatherv(send_buffer(args.send_size * args.datatype1->size()), args.send_size, args.datatype1,
 719                      (rank == args.root) ? recv_buffer(args.recv_size_sum * args.datatype2->size()) : nullptr,
 720                      args.recvcounts->data(), args.disps.data(), args.datatype2, args.root, MPI_COMM_WORLD);
 721     }
 722     else {
 723       Colls::allgatherv(send_buffer(args.send_size * args.datatype1->size()), args.send_size, args.datatype1,
 724                         recv_buffer(args.recv_size_sum * args.datatype2->size()), args.recvcounts->data(),
 725                         args.disps.data(), args.datatype2, MPI_COMM_WORLD);
 726     }
 727
 728     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 729   }
 730 };
 731
 732 class ScatterAction : public ReplayAction<ScatterArgParser> {
 733 public:
 734   ScatterAction() : ReplayAction("scatter") {}
 735   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 736   {
 737     int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 738     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_scatter", new simgrid::instr::CollTIData(name, args.root, -1.0, args.send_size, args.recv_size,
 739                                                                           Datatype::encode(args.datatype1),
 740                                                                           Datatype::encode(args.datatype2)));
 741
 742     Colls::scatter(send_buffer(args.send_size * args.datatype1->size()), args.send_size, args.datatype1,
 743                   (rank == args.root) ? recv_buffer(args.recv_size * args.datatype2->size()) : nullptr, args.recv_size, args.datatype2, args.root, MPI_COMM_WORLD);
 744
 745     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 746   }
 747 };
 748
 749
 750 class ScatterVAction : public ReplayAction<ScatterVArgParser> {
 751 public:
 752   ScatterVAction() : ReplayAction("scatterV") {}
 753   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 754   {
 755     int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 756     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_scatterv", new simgrid::instr::VarCollTIData(name, args.root, -1, args.sendcounts, args.recv_size,
 757           nullptr, Datatype::encode(args.datatype1),
 758           Datatype::encode(args.datatype2)));
 759
 760     Colls::scatterv((rank == args.root) ? send_buffer(args.send_size_sum * args.datatype1->size()) : nullptr,
 761                     args.sendcounts->data(), args.disps.data(), args.datatype1,
 762                     recv_buffer(args.recv_size * args.datatype2->size()), args.recv_size, args.datatype2, args.root,
 763                     MPI_COMM_WORLD);
 764
 765     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 766   }
 767 };
 768
 769 class ReduceScatterAction : public ReplayAction<ReduceScatterArgParser> {
 770 public:
 771   ReduceScatterAction() : ReplayAction("reduceScatter") {}
 772   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 773   {
 774     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "action_reducescatter",
 775                        new simgrid::instr::VarCollTIData("reduceScatter", -1, 0, nullptr, -1, args.recvcounts,
 776                                                          std::to_string(args.comp_size), /* ugly hack to print comp_size */
 777                                                          Datatype::encode(args.datatype1)));
 778
 779     Colls::reduce_scatter(send_buffer(args.recv_size_sum * args.datatype1->size()),
 780                           recv_buffer(args.recv_size_sum * args.datatype1->size()), args.recvcounts->data(),
 781                           args.datatype1, MPI_OP_NULL, MPI_COMM_WORLD);
 782
 783     smpi_execute_flops(args.comp_size);
 784     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 785   }
 786 };
 787
 788 class AllToAllVAction : public ReplayAction<AllToAllVArgParser> {
 789 public:
 790   AllToAllVAction() : ReplayAction("allToAllV") {}
 791   void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
 792   {
 793     TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __func__,
 794                        new simgrid::instr::VarCollTIData(
 795                            "allToAllV", -1, args.send_size_sum, args.sendcounts, args.recv_size_sum, args.recvcounts,
 796                            Datatype::encode(args.datatype1), Datatype::encode(args.datatype2)));
 797
 798     Colls::alltoallv(send_buffer(args.send_buf_size * args.datatype1->size()), args.sendcounts->data(), args.senddisps.data(), args.datatype1,
 799                      recv_buffer(args.recv_buf_size * args.datatype2->size()), args.recvcounts->data(), args.recvdisps.data(), args.datatype2, MPI_COMM_WORLD);
 800
 801     TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 802   }
 803 };
 804 } // Replay Namespace
 805 }} // namespace simgrid::smpi
 806
 807 /** @brief Only initialize the replay, don't do it for real */
 808 void smpi_replay_init(int* argc, char*** argv)
 809 {
 810   simgrid::smpi::Process::init(argc, argv);
 811   smpi_process()->mark_as_initialized();
 812   smpi_process()->set_replaying(true);
 813
 814   int my_proc_id = simgrid::s4u::this_actor::getPid();
 815   TRACE_smpi_init(my_proc_id);
 816   TRACE_smpi_computing_init(my_proc_id);
 817   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "smpi_replay_run_init", new simgrid::instr::NoOpTIData("init"));
 818   TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
 819   xbt_replay_action_register("init", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::InitAction().execute(action); });
 820   xbt_replay_action_register("finalize", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { /* nothing to do */ });
 821   xbt_replay_action_register("comm_size", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::CommunicatorAction().execute(action); });
 822   xbt_replay_action_register("comm_split",[](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::CommunicatorAction().execute(action); });
 823   xbt_replay_action_register("comm_dup",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::CommunicatorAction().execute(action); });
 824
 825   xbt_replay_action_register("send",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::SendAction("send").execute(action); });
 826   xbt_replay_action_register("Isend", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::SendAction("Isend").execute(action); });
 827   xbt_replay_action_register("recv",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::RecvAction("recv").execute(action); });
 828   xbt_replay_action_register("Irecv", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::RecvAction("Irecv").execute(action); });
 829   xbt_replay_action_register("test",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::TestAction().execute(action); });
 830   xbt_replay_action_register("wait",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::WaitAction().execute(action); });
 831   xbt_replay_action_register("waitAll", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::WaitAllAction().execute(action); });
 832   xbt_replay_action_register("barrier", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::BarrierAction().execute(action); });
 833   xbt_replay_action_register("bcast",   [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::BcastAction().execute(action); });
 834   xbt_replay_action_register("reduce",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::ReduceAction().execute(action); });
 835   xbt_replay_action_register("allReduce", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::AllReduceAction().execute(action); });
 836   xbt_replay_action_register("allToAll", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::AllToAllAction().execute(action); });
 837   xbt_replay_action_register("allToAllV", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::AllToAllVAction().execute(action); });
 838   xbt_replay_action_register("gather",   [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::GatherAction("gather").execute(action); });
 839   xbt_replay_action_register("scatter",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::ScatterAction().execute(action); });
 840   xbt_replay_action_register("gatherV",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::GatherVAction("gatherV").execute(action); });
 841   xbt_replay_action_register("scatterV", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::ScatterVAction().execute(action); });
 842   xbt_replay_action_register("allGather", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::GatherAction("allGather").execute(action); });
 843   xbt_replay_action_register("allGatherV", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::GatherVAction("allGatherV").execute(action); });
 844   xbt_replay_action_register("reduceScatter", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::ReduceScatterAction().execute(action); });
 845   xbt_replay_action_register("compute", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::replay::ComputeAction().execute(action); });
 846
 847   //if we have a delayed start, sleep here.
 848   if(*argc>2){
 849     double value = xbt_str_parse_double((*argv)[2], "%s is not a double");
 850     XBT_VERB("Delayed start for instance - Sleeping for %f flops ",value );
 851     smpi_execute_flops(value);
 852   } else {
 853     //UGLY: force a context switch to be sure that all MSG_processes begin initialization
 854     XBT_DEBUG("Force context switch by smpi_execute_flops  - Sleeping for 0.0 flops ");
 855     smpi_execute_flops(0.0);
 856   }
 857 }
 858
 859 /** @brief actually run the replay after initialization */
 860 void smpi_replay_main(int* argc, char*** argv)
 861 {
 862   simgrid::xbt::replay_runner(*argc, *argv);
 863
 864   /* and now, finalize everything */
 865   /* One active process will stop. Decrease the counter*/
 866   XBT_DEBUG("There are %zu elements in reqq[*]", get_reqq_self()->size());
 867   if (not get_reqq_self()->empty()) {
 868     unsigned int count_requests=get_reqq_self()->size();
 869     MPI_Request requests[count_requests];
 870     MPI_Status status[count_requests];
 871     unsigned int i=0;
 872
 873     for (auto const& req : *get_reqq_self()) {
 874       requests[i] = req;
 875       i++;
 876     }
 877     simgrid::smpi::Request::waitall(count_requests, requests, status);
 878   }
 879   delete get_reqq_self();
 880   active_processes--;
 881
 882   if(active_processes==0){
 883     /* Last process alive speaking: end the simulated timer */
 884     XBT_INFO("Simulation time %f", smpi_process()->simulated_elapsed());
 885     smpi_free_replay_tmp_buffers();
 886   }
 887
 888   TRACE_smpi_comm_in(simgrid::s4u::this_actor::getPid(), "smpi_replay_run_finalize",
 889                      new simgrid::instr::NoOpTIData("finalize"));
 890
 891   smpi_process()->finalize();
 892
 893   TRACE_smpi_comm_out(simgrid::s4u::this_actor::getPid());
 894   TRACE_smpi_finalize(simgrid::s4u::this_actor::getPid());
 895 }
 896
 897 /** @brief chain a replay initialization and a replay start */
 898 void smpi_replay_run(int* argc, char*** argv)
 899 {
 900   smpi_replay_init(argc, argv);
 901   smpi_replay_main(argc, argv);
 902 }