Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
[SMPI] Replay: Cleanup WaitAction a bit
[simgrid.git] / src / smpi / internals / smpi_replay.cpp
index a58bfff..b12e1e1 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@
 #include "smpi_request.hpp"
 #include "xbt/replay.hpp"
 
+#include <boost/algorithm/string/join.hpp>
 #include <memory>
 #include <numeric>
 #include <unordered_map>
@@ -21,26 +22,27 @@ using simgrid::s4u::Actor;
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_replay,smpi,"Trace Replay with SMPI");
 
-static int communicator_size = 0;
 static int active_processes  = 0;
 static std::unordered_map<int, std::vector<MPI_Request>*> reqq;
 
 static MPI_Datatype MPI_DEFAULT_TYPE;
 
-static int sendbuffer_size = 0;
-static char* sendbuffer    = nullptr;
-static int recvbuffer_size = 0;
-static char* recvbuffer    = nullptr;
-
-class ReplayActionArg {
-  ReplayActionArg() {}
-};
+#define CHECK_ACTION_PARAMS(action, mandatory, optional)                                                               \
+  {                                                                                                                    \
+    if (action.size() < static_cast<unsigned long>(mandatory + 2))                                                     \
+      THROWF(arg_error, 0, "%s replay failed.\n"                                                                       \
+                           "%lu items were given on the line. First two should be process_id and action.  "            \
+                           "This action needs after them %lu mandatory arguments, and accepts %lu optional ones. \n"   \
+                           "Please contact the Simgrid team if support is needed",                                     \
+             __FUNCTION__, action.size(), static_cast<unsigned long>(mandatory),                                       \
+             static_cast<unsigned long>(optional));                                                                    \
+  }
 
-static void log_timed_action (const char *const *action, double clock){
+static void log_timed_action(simgrid::xbt::ReplayAction& action, double clock)
+{
   if (XBT_LOG_ISENABLED(smpi_replay, xbt_log_priority_verbose)){
-    char *name = xbt_str_join_array(action, " ");
-    XBT_VERB("%s %f", name, smpi_process()->simulated_elapsed()-clock);
-    xbt_free(name);
+    std::string s = boost::algorithm::join(action, " ");
+    XBT_VERB("%s %f", s.c_str(), smpi_process()->simulated_elapsed() - clock);
   }
 }
 
@@ -54,383 +56,281 @@ static void set_reqq_self(std::vector<MPI_Request> *mpi_request)
    reqq.insert({Actor::self()->getPid(), mpi_request});
 }
 
-//allocate a single buffer for all sends, growing it if needed
-void* smpi_get_tmp_sendbuffer(int size)
-{
-  if (not smpi_process()->replaying())
-    return xbt_malloc(size);
-  if (sendbuffer_size<size){
-    sendbuffer=static_cast<char*>(xbt_realloc(sendbuffer,size));
-    sendbuffer_size=size;
-  }
-  return sendbuffer;
-}
-
-//allocate a single buffer for all recv
-void* smpi_get_tmp_recvbuffer(int size){
-  if (not smpi_process()->replaying())
-    return xbt_malloc(size);
-  if (recvbuffer_size<size){
-    recvbuffer=static_cast<char*>(xbt_realloc(recvbuffer,size));
-    recvbuffer_size=size;
-  }
-  return recvbuffer;
-}
-
-void smpi_free_tmp_buffer(void* buf){
-  if (not smpi_process()->replaying())
-    xbt_free(buf);
-}
-
 /* Helper function */
-static double parse_double(const char *string)
-{
-  char *endptr;
-  double value = strtod(string, &endptr);
-  if (*endptr != '\0')
-    THROWF(unknown_error, 0, "%s is not a double", string);
-  return value;
-}
-
-
-//TODO: this logic should be moved inside the datatype class, to support all predefined types and get rid of is_replayable.
-static MPI_Datatype decode_datatype(const char *const action)
+static double parse_double(std::string string)
 {
-  switch(atoi(action)) {
-    case 0:
-      return MPI_DOUBLE;
-      break;
-    case 1:
-      return MPI_INT;
-      break;
-    case 2:
-      return MPI_CHAR;
-      break;
-    case 3:
-      return MPI_SHORT;
-      break;
-    case 4:
-      return MPI_LONG;
-      break;
-    case 5:
-      return MPI_FLOAT;
-      break;
-    case 6:
-      return MPI_BYTE;
-      break;
-    default:
-      return MPI_DEFAULT_TYPE;
-      break;
-  }
+  return xbt_str_parse_double(string.c_str(), "%s is not a double");
 }
 
-const char* encode_datatype(MPI_Datatype datatype)
-{
-  if (datatype==MPI_BYTE)
-      return "";
-  if(datatype==MPI_DOUBLE)
-      return "0";
-  if(datatype==MPI_INT)
-      return "1";
-  if(datatype==MPI_CHAR)
-      return "2";
-  if(datatype==MPI_SHORT)
-      return "3";
-  if(datatype==MPI_LONG)
-    return "4";
-  if(datatype==MPI_FLOAT)
-      return "5";
-  // default - not implemented.
-  // do not warn here as we pass in this function even for other trace formats
-  return "-1";
-}
-
-#define CHECK_ACTION_PARAMS(action, mandatory, optional) {\
-    int i=0;\
-    while(action[i]!=nullptr)\
-     i++;\
-    if(i<mandatory+2)                                           \
-    THROWF(arg_error, 0, "%s replay failed.\n" \
-          "%d items were given on the line. First two should be process_id and action.  " \
-          "This action needs after them %d mandatory arguments, and accepts %d optional ones. \n" \
-          "Please contact the Simgrid team if support is needed", __FUNCTION__, i, mandatory, optional);\
-  }
-
 namespace simgrid {
 namespace smpi {
 
-static void action_init(const char *const *action)
-{
-  XBT_DEBUG("Initialize the counters");
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 1)
-  if(action[2])
-    MPI_DEFAULT_TYPE = MPI_DOUBLE; // default MPE datatype
-  else
-    MPI_DEFAULT_TYPE = MPI_BYTE; // default TAU datatype
-
-  /* start a simulated timer */
-  smpi_process()->simulated_start();
-  /*initialize the number of active processes */
-  active_processes = smpi_process_count();
-
-  set_reqq_self(new std::vector<MPI_Request>);
-}
-
-static void action_finalize(const char *const *action)
-{
-  /* Nothing to do */
-}
-
-static void action_comm_size(const char *const *action)
-{
-  communicator_size = parse_double(action[2]);
-  log_timed_action (action, smpi_process()->simulated_elapsed());
-}
-
-static void action_comm_split(const char *const *action)
-{
-  log_timed_action (action, smpi_process()->simulated_elapsed());
-}
-
-static void action_comm_dup(const char *const *action)
-{
-  log_timed_action (action, smpi_process()->simulated_elapsed());
-}
-
-static void action_compute(const char *const *action)
-{
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 1, 0)
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  double flops= parse_double(action[2]);
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-
-  TRACE_smpi_computing_in(my_proc_id, flops);
-  smpi_execute_flops(flops);
-  TRACE_smpi_computing_out(my_proc_id);
-
-  log_timed_action (action, clock);
-}
-
-static void action_send(const char *const *action)
-{
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
-  int to = atoi(action[2]);
-  double size=parse_double(action[3]);
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-  int dst_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(to)->getPid();
-
-  TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
-                     new simgrid::instr::Pt2PtTIData("send", to, size, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE)));
-  if (not TRACE_smpi_view_internals())
-    TRACE_smpi_send(my_proc_id, my_proc_id, dst_traced, 0, size * MPI_CURRENT_TYPE->size());
-
-  Request::send(nullptr, size, MPI_CURRENT_TYPE, to , 0, MPI_COMM_WORLD);
-
-  TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-
-  log_timed_action(action, clock);
-}
-
-static void action_Isend(const char *const *action)
-{
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
-  int to = atoi(action[2]);
-  double size=parse_double(action[3]);
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-  int dst_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(to)->getPid();
-  TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
-                     new simgrid::instr::Pt2PtTIData("Isend", to, size, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE)));
-  if (not TRACE_smpi_view_internals())
-    TRACE_smpi_send(my_proc_id, my_proc_id, dst_traced, 0, size * MPI_CURRENT_TYPE->size());
-
-  MPI_Request request = Request::isend(nullptr, size, MPI_CURRENT_TYPE, to, 0, MPI_COMM_WORLD);
-
-  TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-
-  get_reqq_self()->push_back(request);
-
-  log_timed_action (action, clock);
-}
-
-static void action_recv(const char *const *action) {
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
-  int from = atoi(action[2]);
-  double size=parse_double(action[3]);
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  MPI_Status status;
-
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-  int src_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(from)->getPid();
-
-  TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
-                     new simgrid::instr::Pt2PtTIData("recv", from, size, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE)));
+namespace Replay {
+class ActionArgParser {
+public:
+  virtual void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action) { CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 0) }
+};
 
-  //unknown size from the receiver point of view
-  if (size <= 0.0) {
-    Request::probe(from, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
-    size=status.count;
+class SendRecvParser : public ActionArgParser {
+public:
+  /* communication partner; if we send, this is the receiver and vice versa */
+  int partner;
+  double size;
+  MPI_Datatype datatype1 = MPI_DEFAULT_TYPE;
+
+  void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
+    partner = std::stoi(action[2]);
+    size    = parse_double(action[3]);
+    if (action.size() > 4)
+      datatype1 = simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]);
   }
+};
 
-  Request::recv(nullptr, size, MPI_CURRENT_TYPE, from, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+class ComputeParser : public ActionArgParser {
+public:
+  /* communication partner; if we send, this is the receiver and vice versa */
+  double flops;
 
-  TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-  if (not TRACE_smpi_view_internals()) {
-    TRACE_smpi_recv(src_traced, my_proc_id, 0);
+  void parse(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    CHECK_ACTION_PARAMS(action, 1, 0)
+    flops = parse_double(action[2]);
   }
+};
 
-  log_timed_action (action, clock);
-}
+template <class T> class ReplayAction {
+protected:
+  const std::string name;
+  T args;
 
-static void action_Irecv(const char *const *action)
-{
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
-  int from = atoi(action[2]);
-  double size=parse_double(action[3]);
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
+  int my_proc_id;
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+public:
+  explicit ReplayAction(std::string name) : name(name), my_proc_id(simgrid::s4u::Actor::self()->getPid()) {}
 
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-  TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
-                     new simgrid::instr::Pt2PtTIData("Irecv", from, size, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE)));
-  MPI_Status status;
-  //unknow size from the receiver pov
-  if (size <= 0.0) {
-    Request::probe(from, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
-    size = status.count;
+  virtual void execute(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+  {
+    // Needs to be re-initialized for every action, hence here
+    double start_time = smpi_process()->simulated_elapsed();
+    args.parse(action);
+    kernel(action);
+    if (name != "Init")
+      log_timed_action(action, start_time);
   }
 
-  MPI_Request request = Request::irecv(nullptr, size, MPI_CURRENT_TYPE, from, 0, MPI_COMM_WORLD);
+  virtual void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) = 0;
+};
 
-  TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-  get_reqq_self()->push_back(request);
+class WaitAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  WaitAction() : ReplayAction("Wait") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    std::string s = boost::algorithm::join(action, " ");
+    xbt_assert(get_reqq_self()->size(), "action wait not preceded by any irecv or isend: %s", s.c_str());
+    MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
+    get_reqq_self()->pop_back();
+
+    if (request == nullptr) {
+      /* Assume that the trace is well formed, meaning the comm might have been caught by a MPI_test. Then just
+       * return.*/
+      return;
+    }
 
-  log_timed_action (action, clock);
-}
+    int rank = request->comm() != MPI_COMM_NULL ? request->comm()->rank() : -1;
 
-static void action_test(const char* const* action)
-{
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 0)
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  MPI_Status status;
+    // Must be taken before Request::wait() since the request may be set to
+    // MPI_REQUEST_NULL by Request::wait!
+    int src                  = request->comm()->group()->rank(request->src());
+    int dst                  = request->comm()->group()->rank(request->dst());
+    bool is_wait_for_receive = (request->flags() & RECV);
+    // TODO: Here we take the rank while we normally take the process id (look for my_proc_id)
+    TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::NoOpTIData("wait"));
 
-  MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
-  get_reqq_self()->pop_back();
-  //if request is null here, this may mean that a previous test has succeeded
-  //Different times in traced application and replayed version may lead to this
-  //In this case, ignore the extra calls.
-  if(request!=nullptr){
-    int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-    TRACE_smpi_testing_in(my_proc_id);
+    MPI_Status status;
+    Request::wait(&request, &status);
 
-    int flag = Request::test(&request, &status);
+    TRACE_smpi_comm_out(rank);
+    if (is_wait_for_receive)
+      TRACE_smpi_recv(src, dst, 0);
+  }
+};
 
-    XBT_DEBUG("MPI_Test result: %d", flag);
-    /* push back request in vector to be caught by a subsequent wait. if the test did succeed, the request is now nullptr.*/
-    get_reqq_self()->push_back(request);
+class SendAction : public ReplayAction<SendRecvParser> {
+public:
+  SendAction() = delete;
+  SendAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    int dst_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.partner)->getPid();
+
+    TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__, new simgrid::instr::Pt2PtTIData(name, args.partner, args.size,
+                                                                                 Datatype::encode(args.datatype1)));
+    if (not TRACE_smpi_view_internals())
+      TRACE_smpi_send(my_proc_id, my_proc_id, dst_traced, 0, args.size * args.datatype1->size());
+
+    if (name == "send") {
+      Request::send(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
+    } else if (name == "Isend") {
+      MPI_Request request = Request::isend(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
+      get_reqq_self()->push_back(request);
+    } else {
+      xbt_die("Don't know this action, %s", name.c_str());
+    }
 
-    TRACE_smpi_testing_out(my_proc_id);
+    TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
   }
-  log_timed_action (action, clock);
-}
+};
 
-static void action_wait(const char *const *action){
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 0)
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  MPI_Status status;
+class RecvAction : public ReplayAction<SendRecvParser> {
+public:
+  RecvAction() = delete;
+  explicit RecvAction(std::string name) : ReplayAction(name) {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    int src_traced = MPI_COMM_WORLD->group()->actor(args.partner)->getPid();
+
+    TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__, new simgrid::instr::Pt2PtTIData(name, args.partner, args.size,
+                                                                                 Datatype::encode(args.datatype1)));
+
+    MPI_Status status;
+    // unknown size from the receiver point of view
+    if (args.size <= 0.0) {
+      Request::probe(args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+      args.size = status.count;
+    }
 
-  xbt_assert(get_reqq_self()->size(), "action wait not preceded by any irecv or isend: %s",
-      xbt_str_join_array(action," "));
-  MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
-  get_reqq_self()->pop_back();
+    if (name == "recv") {
+      Request::recv(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+    } else if (name == "Irecv") {
+      MPI_Request request = Request::irecv(nullptr, args.size, args.datatype1, args.partner, 0, MPI_COMM_WORLD);
+      get_reqq_self()->push_back(request);
+    }
 
-  if (request==nullptr){
-    /* Assume that the trace is well formed, meaning the comm might have been caught by a MPI_test. Then just return.*/
-    return;
+    TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
+    // TODO: Check why this was only activated in the "recv" case and not in the "Irecv" case
+    if (name == "recv" && not TRACE_smpi_view_internals()) {
+      TRACE_smpi_recv(src_traced, my_proc_id, 0);
+    }
   }
+};
 
-  int rank = request->comm() != MPI_COMM_NULL ? request->comm()->rank() : -1;
-
-  MPI_Group group = request->comm()->group();
-  int src_traced = group->rank(request->src());
-  int dst_traced = group->rank(request->dst());
-  int is_wait_for_receive = (request->flags() & RECV);
-  TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::NoOpTIData("wait"));
-
-  Request::wait(&request, &status);
+class ComputeAction : public ReplayAction<ComputeParser> {
+public:
+  ComputeAction() : ReplayAction("compute") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    TRACE_smpi_computing_in(my_proc_id, args.flops);
+    smpi_execute_flops(args.flops);
+    TRACE_smpi_computing_out(my_proc_id);
+  }
+};
 
-  TRACE_smpi_comm_out(rank);
-  if (is_wait_for_receive)
-    TRACE_smpi_recv(src_traced, dst_traced, 0);
-  log_timed_action (action, clock);
-}
+class TestAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  TestAction() : ReplayAction("Test") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    MPI_Request request = get_reqq_self()->back();
+    get_reqq_self()->pop_back();
+    // if request is null here, this may mean that a previous test has succeeded
+    // Different times in traced application and replayed version may lead to this
+    // In this case, ignore the extra calls.
+    if (request != nullptr) {
+      TRACE_smpi_testing_in(my_proc_id);
+
+      MPI_Status status;
+      int flag = Request::test(&request, &status);
+
+      XBT_DEBUG("MPI_Test result: %d", flag);
+      /* push back request in vector to be caught by a subsequent wait. if the test did succeed, the request is now
+       * nullptr.*/
+      get_reqq_self()->push_back(request);
+
+      TRACE_smpi_testing_out(my_proc_id);
+    }
+  }
+};
 
-static void action_waitall(const char *const *action){
-  CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 0)
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  const unsigned int count_requests = get_reqq_self()->size();
+class InitAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  InitAction() : ReplayAction("Init") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    CHECK_ACTION_PARAMS(action, 0, 1)
+    MPI_DEFAULT_TYPE = (action.size() > 2) ? MPI_DOUBLE // default MPE datatype
+                                           : MPI_BYTE;  // default TAU datatype
+
+    /* start a simulated timer */
+    smpi_process()->simulated_start();
+    /*initialize the number of active processes */
+    active_processes = smpi_process_count();
+
+    set_reqq_self(new std::vector<MPI_Request>);
+  }
+};
 
-  if (count_requests>0) {
-    MPI_Status status[count_requests];
+class CommunicatorAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  CommunicatorAction() : ReplayAction("Comm") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override { /* nothing to do */}
+};
 
-    int my_proc_id_traced = Actor::self()->getPid();
-    TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id_traced, __FUNCTION__,
-                       new simgrid::instr::Pt2PtTIData("waitAll", -1, count_requests, ""));
-    int recvs_snd[count_requests];
-    int recvs_rcv[count_requests];
-    for (unsigned int i = 0; i < count_requests; i++) {
-      const auto& req = (*get_reqq_self())[i];
-      if (req && (req->flags() & RECV)) {
-        recvs_snd[i] = req->src();
-        recvs_rcv[i] = req->dst();
-      } else
-        recvs_snd[i] = -100;
-   }
-   Request::waitall(count_requests, &(*get_reqq_self())[0], status);
-
-   for (unsigned i = 0; i < count_requests; i++) {
-     if (recvs_snd[i]!=-100)
-       TRACE_smpi_recv(recvs_snd[i], recvs_rcv[i],0);
-   }
-   TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id_traced);
+class WaitAllAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  WaitAllAction() : ReplayAction("waitAll") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    const unsigned int count_requests = get_reqq_self()->size();
+
+    if (count_requests > 0) {
+      TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
+                         new simgrid::instr::Pt2PtTIData("waitAll", -1, count_requests, ""));
+      std::vector<std::pair</*sender*/int,/*recv*/int>> sender_receiver;
+      for (const auto& req : (*get_reqq_self())) {
+        if (req && (req->flags() & RECV)) {
+          sender_receiver.push_back({req->src(), req->dst()});
+        }
+      }
+      MPI_Status status[count_requests];
+      Request::waitall(count_requests, &(*get_reqq_self())[0], status);
+
+      for (auto& pair : sender_receiver) {
+        TRACE_smpi_recv(pair.first, pair.second, 0);
+      }
+      TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
+    }
   }
-  log_timed_action (action, clock);
-}
+};
 
-static void action_barrier(const char *const *action){
-  double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
-  TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__, new simgrid::instr::NoOpTIData("barrier"));
+class BarrierAction : public ReplayAction<ActionArgParser> {
+public:
+  BarrierAction() : ReplayAction("barrier") {}
+  void kernel(simgrid::xbt::ReplayAction& action) override
+  {
+    TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__, new simgrid::instr::NoOpTIData("barrier"));
+    Colls::barrier(MPI_COMM_WORLD);
+    TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
+  }
+};
 
-  Colls::barrier(MPI_COMM_WORLD);
+} // Replay Namespace
 
-  TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-  log_timed_action (action, clock);
-}
-
-static void action_bcast(const char *const *action)
+static void action_bcast(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
 {
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 1, 2)
   double size = parse_double(action[2]);
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int root     = (action[3]) ? atoi(action[3]) : 0;
+  int root     = (action.size() > 3) ? std::stoi(action[3]) : 0;
   /* Initialize MPI_CURRENT_TYPE in order to decrease the number of the checks */
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[3] && action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action.size() > 4) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
 
   int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::CollTIData("bcast", MPI_COMM_WORLD->group()->actor(root)->getPid(), -1.0, size,
-                                                    -1, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
+                                                    -1, Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
 
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
 
@@ -440,20 +340,20 @@ static void action_bcast(const char *const *action)
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_reduce(const char *const *action)
+static void action_reduce(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
 {
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 2)
   double comm_size = parse_double(action[2]);
   double comp_size = parse_double(action[3]);
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int root         = (action[4]) ? atoi(action[4]) : 0;
+  int root         = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4] && action[5]) ? decode_datatype(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action.size() > 5) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
 
   int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::CollTIData("reduce", MPI_COMM_WORLD->group()->actor(root)->getPid(), comp_size,
-                                                    comm_size, -1, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
+                                                    comm_size, -1, Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
 
   void *recvbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
@@ -464,19 +364,20 @@ static void action_reduce(const char *const *action)
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_allReduce(const char *const *action) {
+static void action_allReduce(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 1)
   double comm_size = parse_double(action[2]);
   double comp_size = parse_double(action[3]);
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action.size() > 4) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
 
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
   int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__, new simgrid::instr::CollTIData("allReduce", -1, comp_size, comm_size, -1,
-                                                                              encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
+                                                                              Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE), ""));
 
-  void *recvbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
+  void *recvbuf = smpi_get_tmp_recvbuffer(comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   Colls::allreduce(sendbuf, recvbuf, comm_size, MPI_CURRENT_TYPE, MPI_OP_NULL, MPI_COMM_WORLD);
   smpi_execute_flops(comp_size);
@@ -485,14 +386,15 @@ static void action_allReduce(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_allToAll(const char *const *action) {
+static void action_allToAll(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 2) //two mandatory (send and recv volumes) and two optional (corresponding datatypes)
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   int send_size = parse_double(action[2]);
   int recv_size = parse_double(action[3]);
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4] && action[5]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action[4] && action[5]) ? decode_datatype(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE{(action.size() > 5) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action.size() > 5) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void *send = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_size*comm_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recv = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_size*comm_size* MPI_CURRENT_TYPE2->size());
@@ -500,8 +402,8 @@ static void action_allToAll(const char *const *action) {
   int my_proc_id = Actor::self()->getPid();
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::CollTIData("allToAll", -1, -1.0, send_size, recv_size,
-                                                    encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                    encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                    Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                    Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::alltoall(send, send_size, MPI_CURRENT_TYPE, recv, recv_size, MPI_CURRENT_TYPE2, MPI_COMM_WORLD);
 
@@ -509,35 +411,36 @@ static void action_allToAll(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_gather(const char *const *action) {
+static void action_gather(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   /* The structure of the gather action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
         0 gather 68 68 0 0 0
       where:
         1) 68 is the sendcounts
         2) 68 is the recvcounts
         3) 0 is the root node
-        4) 0 is the send datatype id, see decode_datatype()
-        5) 0 is the recv datatype id, see decode_datatype()
+        4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
+        5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
   */
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 3)
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   int send_size = parse_double(action[2]);
   int recv_size = parse_double(action[3]);
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[5] && action[6]) ? decode_datatype(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action[5] && action[6]) ? decode_datatype(action[6]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE{(action.size() > 6) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action.size() > 6) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[6]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void *send = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recv = nullptr;
-  int root   = (action[4]) ? atoi(action[4]) : 0;
+  int root   = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
   int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 
   if(rank==root)
     recv = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_size*comm_size* MPI_CURRENT_TYPE2->size());
 
   TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::CollTIData("gather", root, -1.0, send_size, recv_size,
-                                                                        encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                                        encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                                        Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                                        Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::gather(send, send_size, MPI_CURRENT_TYPE, recv, recv_size, MPI_CURRENT_TYPE2, root, MPI_COMM_WORLD);
 
@@ -545,7 +448,7 @@ static void action_gather(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_scatter(const char* const* action)
+static void action_scatter(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
 {
   /* The structure of the scatter action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
         0 gather 68 68 0 0 0
@@ -553,28 +456,28 @@ static void action_scatter(const char* const* action)
         1) 68 is the sendcounts
         2) 68 is the recvcounts
         3) 0 is the root node
-        4) 0 is the send datatype id, see decode_datatype()
-        5) 0 is the recv datatype id, see decode_datatype()
+        4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
+        5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
   */
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 3)
   double clock                   = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size                  = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size        = MPI_COMM_WORLD->size();
   int send_size                  = parse_double(action[2]);
   int recv_size                  = parse_double(action[3]);
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE  = (action[5] && action[6]) ? decode_datatype(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action[5] && action[6]) ? decode_datatype(action[6]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE{(action.size() > 6) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action.size() > 6) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[6]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void* send = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_size * MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void* recv = nullptr;
-  int root   = (action[4]) ? atoi(action[4]) : 0;
+  int root   = (action.size() > 4) ? std::stoi(action[4]) : 0;
   int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 
   if (rank == root)
     recv = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_size * comm_size * MPI_CURRENT_TYPE2->size());
 
   TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::CollTIData("gather", root, -1.0, send_size, recv_size,
-                                                                        encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                                        encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                                        Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                                        Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::scatter(send, send_size, MPI_CURRENT_TYPE, recv, recv_size, MPI_CURRENT_TYPE2, root, MPI_COMM_WORLD);
 
@@ -582,36 +485,37 @@ static void action_scatter(const char* const* action)
   log_timed_action(action, clock);
 }
 
-static void action_gatherv(const char *const *action) {
+static void action_gatherv(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   /* The structure of the gatherv action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
        0 gather 68 68 10 10 10 0 0 0
      where:
        1) 68 is the sendcount
        2) 68 10 10 10 is the recvcounts
        3) 0 is the root node
-       4) 0 is the send datatype id, see decode_datatype()
-       5) 0 is the recv datatype id, see decode_datatype()
+       4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
+       5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
   */
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size+1, 2)
   int send_size = parse_double(action[2]);
   std::vector<int> disps(comm_size, 0);
   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts(new std::vector<int>(comm_size));
 
   MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE =
-      (action[4 + comm_size] && action[5 + comm_size]) ? decode_datatype(action[4 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+      (action.size() > 5 + comm_size) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
   MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{
-      (action[4 + comm_size] && action[5 + comm_size]) ? decode_datatype(action[5 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+      (action.size() > 5 + comm_size) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void *send = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recv = nullptr;
-  for(int i=0;i<comm_size;i++) {
-    (*recvcounts)[i] = atoi(action[i + 3]);
+  for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
+    (*recvcounts)[i] = std::stoi(action[i + 3]);
   }
   int recv_sum = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
 
-  int root = (action[3 + comm_size]) ? atoi(action[3 + comm_size]) : 0;
+  int root = (action.size() > 3 + comm_size) ? std::stoi(action[3 + comm_size]) : 0;
   int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 
   if(rank==root)
@@ -619,7 +523,7 @@ static void action_gatherv(const char *const *action) {
 
   TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::VarCollTIData(
                                              "gatherV", root, send_size, nullptr, -1, recvcounts,
-                                             encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE), encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                             Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE), Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::gatherv(send, send_size, MPI_CURRENT_TYPE, recv, recvcounts->data(), disps.data(), MPI_CURRENT_TYPE2, root,
                  MPI_COMM_WORLD);
@@ -628,7 +532,7 @@ static void action_gatherv(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_scatterv(const char* const* action)
+static void action_scatterv(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
 {
   /* The structure of the scatterv action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
        0 gather 68 10 10 10 68 0 0 0
@@ -636,37 +540,37 @@ static void action_scatterv(const char* const* action)
        1) 68 10 10 10 is the sendcounts
        2) 68 is the recvcount
        3) 0 is the root node
-       4) 0 is the send datatype id, see decode_datatype()
-       5) 0 is the recv datatype id, see decode_datatype()
+       4) 0 is the send datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
+       5) 0 is the recv datatype id, see simgrid::smpi::Datatype::decode()
   */
   double clock  = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size + 1, 2)
   int recv_size = parse_double(action[2 + comm_size]);
   std::vector<int> disps(comm_size, 0);
   std::shared_ptr<std::vector<int>> sendcounts(new std::vector<int>(comm_size));
 
   MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE =
-      (action[4 + comm_size] && action[5 + comm_size]) ? decode_datatype(action[4 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+      (action.size() > 5 + comm_size) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
   MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{
-      (action[4 + comm_size] && action[5 + comm_size]) ? decode_datatype(action[5 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+      (action.size() > 5 + comm_size) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void* send = nullptr;
   void* recv = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_size * MPI_CURRENT_TYPE->size());
-  for (int i = 0; i < comm_size; i++) {
-    (*sendcounts)[i] = atoi(action[i + 2]);
+  for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
+    (*sendcounts)[i] = std::stoi(action[i + 2]);
   }
   int send_sum = std::accumulate(sendcounts->begin(), sendcounts->end(), 0);
 
-  int root = (action[3 + comm_size]) ? atoi(action[3 + comm_size]) : 0;
+  int root = (action.size() > 3 + comm_size) ? std::stoi(action[3 + comm_size]) : 0;
   int rank = MPI_COMM_WORLD->rank();
 
   if (rank == root)
     send = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_sum * MPI_CURRENT_TYPE2->size());
 
   TRACE_smpi_comm_in(rank, __FUNCTION__, new simgrid::instr::VarCollTIData("gatherV", root, -1, sendcounts, recv_size,
-                                                                           nullptr, encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                                           encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                                           nullptr, Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                                           Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::scatterv(send, sendcounts->data(), disps.data(), MPI_CURRENT_TYPE, recv, recv_size, MPI_CURRENT_TYPE2, root,
                   MPI_COMM_WORLD);
@@ -675,31 +579,33 @@ static void action_scatterv(const char* const* action)
   log_timed_action(action, clock);
 }
 
-static void action_reducescatter(const char *const *action) {
- /* The structure of the reducescatter action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
-      0 reduceScatter 275427 275427 275427 204020 11346849 0
-    where:
-      1) The first four values after the name of the action declare the recvcounts array
-      2) The value 11346849 is the amount of instructions
-      3) The last value corresponds to the datatype, see decode_datatype().
-*/
+static void action_reducescatter(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
+  /* The structure of the reducescatter action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
+       0 reduceScatter 275427 275427 275427 204020 11346849 0
+     where:
+       1) The first four values after the name of the action declare the recvcounts array
+       2) The value 11346849 is the amount of instructions
+       3) The last value corresponds to the datatype, see simgrid::smpi::Datatype::decode().
+ */
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size+1, 1)
   int comp_size = parse_double(action[2+comm_size]);
   int my_proc_id                     = Actor::self()->getPid();
   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts(new std::vector<int>);
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[3 + comm_size]) ? decode_datatype(action[3 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE =
+      (action.size() > 3 + comm_size) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[3 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
 
-  for(int i=0;i<comm_size;i++) {
-    recvcounts->push_back(atoi(action[i + 2]));
+  for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
+    recvcounts->push_back(std::stoi(action[i + 2]));
   }
   int size{std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0)};
 
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::VarCollTIData("reduceScatter", -1, 0, nullptr, -1, recvcounts,
                                                        std::to_string(comp_size), /* ugly hack to print comp_size */
-                                                       encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE)));
+                                                       Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE)));
 
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recvbuf = smpi_get_tmp_recvbuffer(size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
@@ -711,22 +617,24 @@ static void action_reducescatter(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_allgather(const char *const *action) {
+static void action_allgather(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   /* The structure of the allgather action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
         0 allGather 275427 275427
     where:
         1) 275427 is the sendcount
         2) 275427 is the recvcount
-        3) No more values mean that the datatype for sent and receive buffer is the default one, see decode_datatype().
+        3) No more values mean that the datatype for sent and receive buffer is the default one, see
+    simgrid::smpi::Datatype::decode().
   */
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
 
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2, 2)
-  int sendcount=atoi(action[2]);
-  int recvcount=atoi(action[3]);
+  int sendcount = std::stoi(action[2]);
+  int recvcount = std::stoi(action[3]);
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4] && action[5]) ? decode_datatype(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action[4] && action[5]) ? decode_datatype(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE{(action.size() > 5) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action.size() > 5) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(sendcount* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recvbuf = smpi_get_tmp_recvbuffer(recvcount* MPI_CURRENT_TYPE2->size());
@@ -735,8 +643,8 @@ static void action_allgather(const char *const *action) {
 
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::CollTIData("allGather", -1, -1.0, sendcount, recvcount,
-                                                    encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                    encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                    Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                    Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::allgather(sendbuf, sendcount, MPI_CURRENT_TYPE, recvbuf, recvcount, MPI_CURRENT_TYPE2, MPI_COMM_WORLD);
 
@@ -744,31 +652,49 @@ static void action_allgather(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_allgatherv(const char *const *action) {
+static void action_allgatherv(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   /* The structure of the allgatherv action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
         0 allGatherV 275427 275427 275427 275427 204020
      where:
         1) 275427 is the sendcount
         2) The next four elements declare the recvcounts array
-        3) No more values mean that the datatype for sent and receive buffer is the default one, see decode_datatype().
+        3) No more values mean that the datatype for sent and receive buffer is the default one, see
+     simgrid::smpi::Datatype::decode().
   */
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
 
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, comm_size+1, 2)
-  int sendcount=atoi(action[2]);
+  int sendcount = std::stoi(action[2]);
   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts(new std::vector<int>(comm_size));
   std::vector<int> disps(comm_size, 0);
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE =
-      (action[3 + comm_size] && action[4 + comm_size]) ? decode_datatype(action[3 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{
-      (action[3 + comm_size] && action[4 + comm_size]) ? decode_datatype(action[4 + comm_size]) : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  int datatype_index = 0, disp_index = 0;
+  if (action.size() > 3 + 2 * comm_size) { /* datatype + disp are specified */
+    datatype_index = 3 + comm_size;
+    disp_index     = datatype_index + 1;
+  } else if (action.size() > 3 + 2 * comm_size) { /* disps specified; datatype is not specified; use the default one */
+    datatype_index = -1;
+    disp_index     = 3 + comm_size;
+  } else if (action.size() > 3 + comm_size) { /* only datatype, no disp specified */
+    datatype_index = 3 + comm_size;
+  }
+
+  if (disp_index != 0) {
+    for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++)
+      disps[i]          = std::stoi(action[disp_index + i]);
+  }
+
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE{(datatype_index > 0) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index])
+                                                     : MPI_DEFAULT_TYPE};
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(datatype_index > 0) ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[datatype_index])
+                                                      : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(sendcount* MPI_CURRENT_TYPE->size());
 
-  for(int i=0;i<comm_size;i++) {
-    (*recvcounts)[i] = atoi(action[i + 3]);
+  for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
+    (*recvcounts)[i] = std::stoi(action[i + 3]);
   }
   int recv_sum  = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
   void *recvbuf = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_sum* MPI_CURRENT_TYPE2->size());
@@ -777,8 +703,8 @@ static void action_allgatherv(const char *const *action) {
 
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::VarCollTIData("allGatherV", -1, sendcount, nullptr, -1, recvcounts,
-                                                       encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                       encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                       Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                       Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::allgatherv(sendbuf, sendcount, MPI_CURRENT_TYPE, recvbuf, recvcounts->data(), disps.data(), MPI_CURRENT_TYPE2,
                     MPI_COMM_WORLD);
@@ -787,7 +713,8 @@ static void action_allgatherv(const char *const *action) {
   log_timed_action (action, clock);
 }
 
-static void action_allToAllv(const char *const *action) {
+static void action_allToAllv(simgrid::xbt::ReplayAction& action)
+{
   /* The structure of the allToAllV action for the rank 0 (total 4 processes) is the following:
         0 allToAllV 100 1 7 10 12 100 1 70 10 5
      where:
@@ -798,18 +725,18 @@ static void action_allToAllv(const char *const *action) {
   */
   double clock = smpi_process()->simulated_elapsed();
 
-  int comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
+  unsigned long comm_size = MPI_COMM_WORLD->size();
   CHECK_ACTION_PARAMS(action, 2*comm_size+2, 2)
   std::shared_ptr<std::vector<int>> sendcounts(new std::vector<int>(comm_size));
   std::shared_ptr<std::vector<int>> recvcounts(new std::vector<int>(comm_size));
   std::vector<int> senddisps(comm_size, 0);
   std::vector<int> recvdisps(comm_size, 0);
 
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action[4 + 2 * comm_size] && action[5 + 2 * comm_size])
-                                      ? decode_datatype(action[4 + 2 * comm_size])
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE = (action.size() > 5 + 2 * comm_size)
+                                      ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[4 + 2 * comm_size])
                                       : MPI_DEFAULT_TYPE;
-  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action[4 + 2 * comm_size] && action[5 + 2 * comm_size])
-                                     ? decode_datatype(action[5 + 2 * comm_size])
+  MPI_Datatype MPI_CURRENT_TYPE2{(action.size() > 5 + 2 * comm_size)
+                                     ? simgrid::smpi::Datatype::decode(action[5 + 2 * comm_size])
                                      : MPI_DEFAULT_TYPE};
 
   int send_buf_size=parse_double(action[2]);
@@ -818,17 +745,17 @@ static void action_allToAllv(const char *const *action) {
   void *sendbuf = smpi_get_tmp_sendbuffer(send_buf_size* MPI_CURRENT_TYPE->size());
   void *recvbuf  = smpi_get_tmp_recvbuffer(recv_buf_size* MPI_CURRENT_TYPE2->size());
 
-  for(int i=0;i<comm_size;i++) {
-    (*sendcounts)[i] = atoi(action[3 + i]);
-    (*recvcounts)[i] = atoi(action[4 + comm_size + i]);
+  for (unsigned int i = 0; i < comm_size; i++) {
+    (*sendcounts)[i] = std::stoi(action[3 + i]);
+    (*recvcounts)[i] = std::stoi(action[4 + comm_size + i]);
   }
   int send_size = std::accumulate(sendcounts->begin(), sendcounts->end(), 0);
   int recv_size = std::accumulate(recvcounts->begin(), recvcounts->end(), 0);
 
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, __FUNCTION__,
                      new simgrid::instr::VarCollTIData("allToAllV", -1, send_size, sendcounts, recv_size, recvcounts,
-                                                       encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE),
-                                                       encode_datatype(MPI_CURRENT_TYPE2)));
+                                                       Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE),
+                                                       Datatype::encode(MPI_CURRENT_TYPE2)));
 
   Colls::alltoallv(sendbuf, sendcounts->data(), senddisps.data(), MPI_CURRENT_TYPE, recvbuf, recvcounts->data(),
                    recvdisps.data(), MPI_CURRENT_TYPE, MPI_COMM_WORLD);
@@ -851,18 +778,19 @@ void smpi_replay_init(int* argc, char*** argv)
   TRACE_smpi_computing_init(my_proc_id);
   TRACE_smpi_comm_in(my_proc_id, "smpi_replay_run_init", new simgrid::instr::NoOpTIData("init"));
   TRACE_smpi_comm_out(my_proc_id);
-  xbt_replay_action_register("init",       simgrid::smpi::action_init);
-  xbt_replay_action_register("finalize",   simgrid::smpi::action_finalize);
-  xbt_replay_action_register("comm_size",  simgrid::smpi::action_comm_size);
-  xbt_replay_action_register("comm_split", simgrid::smpi::action_comm_split);
-  xbt_replay_action_register("comm_dup",   simgrid::smpi::action_comm_dup);
-  xbt_replay_action_register("send",       simgrid::smpi::action_send);
-  xbt_replay_action_register("Isend",      simgrid::smpi::action_Isend);
-  xbt_replay_action_register("recv",       simgrid::smpi::action_recv);
-  xbt_replay_action_register("Irecv",      simgrid::smpi::action_Irecv);
-  xbt_replay_action_register("test",       simgrid::smpi::action_test);
-  xbt_replay_action_register("wait",       simgrid::smpi::action_wait);
-  xbt_replay_action_register("waitAll",    simgrid::smpi::action_waitall);
+  xbt_replay_action_register("init", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::InitAction().execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("finalize", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { /* nothing to do */ });
+  xbt_replay_action_register("comm_size", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::CommunicatorAction().execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("comm_split",[](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::CommunicatorAction().execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("comm_dup",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::CommunicatorAction().execute(action); });
+
+  xbt_replay_action_register("send",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::SendAction("send").execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("Isend", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::SendAction("Isend").execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("recv",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::RecvAction("recv").execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("Irecv", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::RecvAction("Irecv").execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("test",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::TestAction().execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("wait",  [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::WaitAction().execute(action); });
+  xbt_replay_action_register("waitAll", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::WaitAllAction().execute(action); });
   xbt_replay_action_register("barrier",    simgrid::smpi::action_barrier);
   xbt_replay_action_register("bcast",      simgrid::smpi::action_bcast);
   xbt_replay_action_register("reduce",     simgrid::smpi::action_reduce);
@@ -876,7 +804,7 @@ void smpi_replay_init(int* argc, char*** argv)
   xbt_replay_action_register("allGather",  simgrid::smpi::action_allgather);
   xbt_replay_action_register("allGatherV", simgrid::smpi::action_allgatherv);
   xbt_replay_action_register("reduceScatter",  simgrid::smpi::action_reducescatter);
-  xbt_replay_action_register("compute",    simgrid::smpi::action_compute);
+  xbt_replay_action_register("compute", [](simgrid::xbt::ReplayAction& action) { simgrid::smpi::Replay::ComputeAction().execute(action); });
 
   //if we have a delayed start, sleep here.
   if(*argc>2){
@@ -916,8 +844,7 @@ void smpi_replay_main(int* argc, char*** argv)
   if(active_processes==0){
     /* Last process alive speaking: end the simulated timer */
     XBT_INFO("Simulation time %f", smpi_process()->simulated_elapsed());
-    xbt_free(sendbuffer);
-    xbt_free(recvbuffer);
+    smpi_free_replay_tmp_buffers();
   }
 
   TRACE_smpi_comm_in(Actor::self()->getPid(), "smpi_replay_run_finalize", new simgrid::instr::NoOpTIData("finalize"));