1030f984aSJacob Faibussowitsch #include "../../interface/cupmdevice.hpp" 2a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <algorithm> 3a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csetjmp> // for cuda mpi awareness 4a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csignal> // SIGSEGV 5a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <iterator> 6a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <type_traits> 7030f984aSJacob Faibussowitsch 8a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(USE_LOG) 9a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_INTERN PetscErrorCode PetscLogInitialize(void); 10a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #else 11a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #define PetscLogInitialize() 0 12a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #endif 13a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 14a4af0ceeSJacob Faibussowitsch namespace Petsc 15a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 16030f984aSJacob Faibussowitsch 1717f48955SJacob Faibussowitsch namespace Device 18030f984aSJacob Faibussowitsch { 1917f48955SJacob Faibussowitsch 2017f48955SJacob Faibussowitsch namespace CUPM 2117f48955SJacob Faibussowitsch { 2217f48955SJacob Faibussowitsch 2317f48955SJacob Faibussowitsch // internal "impls" class for CUPMDevice. Each instance represents a single cupm device 2417f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2517f48955SJacob Faibussowitsch class Device<T>::DeviceInternal 2617f48955SJacob Faibussowitsch { 2717f48955SJacob Faibussowitsch const int id_; 2817f48955SJacob Faibussowitsch bool devInitialized_ = false; 2917f48955SJacob Faibussowitsch cupmDeviceProp_t dprop_; // cudaDeviceProp appears to be an actual struct, i.e. you can't 30a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // initialize it with nullptr or NULL (i've tried) 31a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3217f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(bool CUPMAwareMPI_()); 33030f984aSJacob Faibussowitsch 34030f984aSJacob Faibussowitsch public: 35030f984aSJacob Faibussowitsch // default constructor 3617f48955SJacob Faibussowitsch explicit constexpr DeviceInternal(int dev) noexcept : id_(dev) { } 37030f984aSJacob Faibussowitsch 38030f984aSJacob Faibussowitsch // gather all relevant information for a particular device, a cupmDeviceProp_t is 39030f984aSJacob Faibussowitsch // usually sufficient here 40a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode initialize() noexcept; 41a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode configure() noexcept; 42a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode view(PetscViewer) const noexcept; 43a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode finalize() noexcept; 44a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 4517f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto id() const -> decltype(id_) { return id_; } 4617f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto initialized() const -> decltype(devInitialized_) { return devInitialized_; } 4717f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto prop() const -> const decltype(dprop_)& { return dprop_; } 48a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 49a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // factory 5017f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(std::unique_ptr<DeviceInternal> makeDevice(int i)) 51030f984aSJacob Faibussowitsch { 5217f48955SJacob Faibussowitsch return std::unique_ptr<DeviceInternal>(new DeviceInternal(i)); 53030f984aSJacob Faibussowitsch } 54030f984aSJacob Faibussowitsch }; 55030f984aSJacob Faibussowitsch 56a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the goal here is simply to get the cupm backend to create its context, not to do any type of 57a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // modification of it, or create objects (since these may be affected by subsequent 58a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // configuration changes) 5917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 6017f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::initialize() noexcept 61030f984aSJacob Faibussowitsch { 62030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6317f48955SJacob Faibussowitsch if (devInitialized_) PetscFunctionReturn(0); 6417f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = true; 65a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to do this BEFORE device has been set, although if the user 66a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // has already done this then we just ignore it 67a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDeviceFlags(cupmDeviceMapHost) == cupmErrorSetOnActiveProcess) { 68a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // reset the error if it was cupmErrorSetOnActiveProcess 69a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto PETSC_UNUSED unused = cupmGetLastError(); 70a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else {CHKERRCUPM(cupmGetLastError());} 71a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // cuda 5.0+ will create a context when cupmSetDevice is called 7217f48955SJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) CHKERRCUPM(cupmGetLastError()); 73a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // forces cuda < 5.0 to initialize a context 74*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRCUPM(cupmFree(nullptr)); 75a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // where is this variable defined and when is it set? who knows! but it is defined and set 76a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // at this point. either way, each device must make this check since I guess MPI might not be 77a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // aware of all of them? 78a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (use_gpu_aware_mpi) { 79a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // For OpenMPI, we could do a compile time check with 80a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // "defined(PETSC_HAVE_OMPI_MAJOR_VERSION) && defined(MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT) && 81a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT" to see if it is CUDA-aware. However, recent versions of IBM 82a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // Spectrum MPI (e.g., 10.3.1) on Summit meet above conditions, but one has to use jsrun 83a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // --smpiargs=-gpu to really enable GPU-aware MPI. So we do the check at runtime with a 84a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // code that works only with GPU-aware MPI. 8517f48955SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(!CUPMAwareMPI_())) { 86a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("PETSc is configured with GPU support, but your MPI is not GPU-aware. For better performance, please use a GPU-aware MPI.\n"); 87a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("If you do not care, add option -use_gpu_aware_mpi 0. To not see the message again, add the option to your .petscrc, OR add it to the env var PETSC_OPTIONS.\n"); 88a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("If you do care, for IBM Spectrum MPI on OLCF Summit, you may need jsrun --smpiargs=-gpu.\n"); 89a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For OpenMPI, you need to configure it --with-cuda (https://www.open-mpi.org/faq/?category=buildcuda)\n"); 90a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For MVAPICH2-GDR, you need to set MV2_USE_CUDA=1 (http://mvapich.cse.ohio-state.edu/userguide/gdr/)\n"); 91a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For Cray-MPICH, you need to set MPICH_RDMA_ENABLED_CUDA=1 (https://www.olcf.ornl.gov/tutorials/gpudirect-mpich-enabled-cuda/)\n"); 92a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_LIB); 93a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 94a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 95a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 96a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 97a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 9817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 9917f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::configure() noexcept 100a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 101a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 102bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_COR,"Device %d being configured before it was initialized",id_); 103030f984aSJacob Faibussowitsch // why on EARTH nvidia insists on making otherwise informational states into 104030f984aSJacob Faibussowitsch // fully-fledged error codes is beyond me. Why couldn't a pointer to bool argument have 105030f984aSJacob Faibussowitsch // sufficed?!?!?! 10617f48955SJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) CHKERRCUPM(cupmGetLastError()); 107a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to update the device properties 108*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRCUPM(cupmGetDeviceProperties(&dprop_,id_)); 109*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscInfo(nullptr,"Configured device %d\n",id_)); 110a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 111a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 112a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 11317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 11417f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::view(PetscViewer viewer) const noexcept 115a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 116a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool iascii; 117a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 118a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 119bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_COR,"Device %d being viewed before it was initialized or configured",id_); 120*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer),PETSCVIEWERASCII,&iascii)); 12117f48955SJacob Faibussowitsch if (iascii) { 12217f48955SJacob Faibussowitsch MPI_Comm comm; 12317f48955SJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 124c0b02e83SStefano Zampini PetscViewer sviewer; 12517f48955SJacob Faibussowitsch 126*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscObjectGetComm(PetscObjectCast(viewer),&comm)); 127*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRMPI(MPI_Comm_rank(comm,&rank)); 128*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerGetSubViewer(viewer,PETSC_COMM_SELF,&sviewer)); 129*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"[%d] device %d: %s\n",rank,id_,dprop_.name)); 130*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPushTab(sviewer)); 131*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Compute capability: %d.%d\n",dprop_.major,dprop_.minor)); 132*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Multiprocessor Count: %d\n",dprop_.multiProcessorCount)); 133*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Grid Dimensions: %d x %d x %d\n",dprop_.maxGridSize[0],dprop_.maxGridSize[1],dprop_.maxGridSize[2])); 134*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Block Dimensions: %d x %d x %d\n",dprop_.maxThreadsDim[0],dprop_.maxThreadsDim[1],dprop_.maxThreadsDim[2])); 135*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Threads Per Block: %d\n",dprop_.maxThreadsPerBlock)); 136*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Warp Size: %d\n",dprop_.warpSize)); 137*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Total Global Memory (bytes): %zu\n",dprop_.totalGlobalMem)); 138*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Total Constant Memory (bytes): %zu\n",dprop_.totalConstMem)); 139*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Shared Memory Per Block (bytes): %zu\n",dprop_.sharedMemPerBlock)); 140*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Multiprocessor Clock Rate (KHz): %d\n",dprop_.clockRate)); 141*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Memory Clock Rate (KHz): %d\n",dprop_.memoryClockRate)); 142*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Memory Bus Width (bits): %d\n",dprop_.memoryBusWidth)); 143*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Peak Memory Bandwidth (GB/s): %f\n",2.0*dprop_.memoryClockRate*(dprop_.memoryBusWidth/8)/1.0e6)); 144*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Can map host memory: %s\n",dprop_.canMapHostMemory ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 145*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Can execute multiple kernels concurrently: %s\n",dprop_.concurrentKernels ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 146*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIPopTab(sviewer)); 147*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerFlush(sviewer)); 148*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer,PETSC_COMM_SELF,&sviewer)); 149*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerFlush(viewer)); 15017f48955SJacob Faibussowitsch } 151a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 152a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 153a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 154a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static std::jmp_buf cupmMPIAwareJumpBuffer; 155a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static bool cupmMPIAwareJumpBufferSet; 156a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 157a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // godspeed to anyone that attempts to call this function 158a4af0ceeSJacob Faibussowitsch void SilenceVariableIsNotNeededAndWillNotBeEmittedWarning_ThisFunctionShouldNeverBeCalled() 159a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 160a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(MPI_COMM_NULL,INT_MAX); 161a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmMPIAwareJumpBufferSet) (void)cupmMPIAwareJumpBuffer; 162a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 163a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 164*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch #define CHKCUPMAWARE(...) do { \ 165*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr_ = __VA_ARGS__; \ 166*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(cerr_ != cupmSuccess)) return false; \ 167*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch } while (0) 168a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 16917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 17017f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DEFN(bool Device<T>::DeviceInternal::CUPMAwareMPI_()) 171a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 172a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int bufSize = 2; 173a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int hbuf[bufSize] = {1,0}; 174a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int *dbuf = nullptr; 17517f48955SJacob Faibussowitsch constexpr auto bytes = bufSize*sizeof(*dbuf); 17617f48955SJacob Faibussowitsch auto awareness = false; 177a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto cupmSignalHandler = [](int signal, void *ptr) -> PetscErrorCode { 178a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if ((signal == SIGSEGV) && cupmMPIAwareJumpBufferSet) std::longjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer,1); 179a4af0ceeSJacob Faibussowitsch return PetscSignalHandlerDefault(signal,ptr); 180a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }; 181a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 182a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 183*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMalloc(reinterpret_cast<void**>(&dbuf),bytes)); 184*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMemcpy(dbuf,hbuf,bytes,cupmMemcpyHostToDevice)); 185*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRABORT(PETSC_COMM_SELF,PetscPushSignalHandler(cupmSignalHandler,nullptr)); 186a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = true; 187a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (setjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer)) { 188a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // if a segv was triggered in the MPI_Allreduce below, it is very likely due to MPI not 189a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // being GPU-aware 190a4af0ceeSJacob Faibussowitsch awareness = false; 191a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // control flow up until this point: 19217f48955SJacob Faibussowitsch // 1. CUPMDevice<T>::CUPMDeviceInternal::MPICUPMAware__() 193a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 2. MPI_Allreduce 194a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 3. SIGSEGV 195a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 4. PetscSignalHandler_Private 196a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 5. cupmSignalHandler (lambda function) 197a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 6. here 198a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // PetscSignalHandler_Private starts with PetscFunctionBegin and is pushed onto the stack 199a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so we must undo this. This would be most naturally done in cupmSignalHandler, however 200a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the C/C++ standard dictates: 201a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 202a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // After invoking longjmp(), non-volatile-qualified local objects should not be accessed if 203a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // their values could have changed since the invocation of setjmp(). Their value in this 204a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // case is considered indeterminate, and accessing them is undefined behavior. 205a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 206a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so for safety (since we don't know what PetscStackPop may try to read/declare) we do it 207a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // outside of the longjmp control flow 208a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscStackPop; 209a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else if (!MPI_Allreduce(dbuf,dbuf+1,1,MPI_INT,MPI_SUM,PETSC_COMM_SELF)) awareness = true; 210a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = false; 211*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRABORT(PETSC_COMM_SELF,PetscPopSignalHandler()); 212*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmFree(dbuf)); 213a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(awareness); 214a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 215a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 216bf025ffbSJacob Faibussowitsch #undef CHKCUPMAWARE 217bf025ffbSJacob Faibussowitsch 21817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 21917f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::finalize() noexcept 220a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 221a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 22217f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = false; 223a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 224a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 225a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 22617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 22717f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::finalize_() noexcept 228a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 229a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 23017f48955SJacob Faibussowitsch if (!initialized_) PetscFunctionReturn(0); 23117f48955SJacob Faibussowitsch for (auto&& device : devices_) { 232a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (device) { 233*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(device->finalize()); 234a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device.reset(); 235a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 236a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 23717f48955SJacob Faibussowitsch defaultDevice_ = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // disabled by default 23817f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = false; 239a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 240a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 241a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 24217f48955SJacob Faibussowitsch // these functions should be named identically to the option they produce where "CUPMTYPE" and 24317f48955SJacob Faibussowitsch // "cupmtype" are the uppercase and lowercase string versions of the cupm backend respectively 24417f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 24517f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* PetscDevice_CUPMTYPE_Options()) 24617f48955SJacob Faibussowitsch { 24717f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 24817f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "PetscDevice CUDA Options"; 24917f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "PetscDevice HIP Options"; 25017f48955SJacob Faibussowitsch } 251bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 252bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 253a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 254a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 25517f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 25617f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_enable_cupmtype()) 25717f48955SJacob Faibussowitsch { 25817f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 25917f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_enable_cuda"; 26017f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_enable_hip"; 26117f48955SJacob Faibussowitsch } 262bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 263bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 26417f48955SJacob Faibussowitsch } 265a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 26617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 26717f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_select_cupmtype()) 26817f48955SJacob Faibussowitsch { 26917f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 27017f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_select_cuda"; 27117f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_select_hip"; 27217f48955SJacob Faibussowitsch } 273bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 274bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 27517f48955SJacob Faibussowitsch } 276a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 27717f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 27817f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_view_cupmtype()) 27917f48955SJacob Faibussowitsch { 28017f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 28117f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_view_cuda"; 28217f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_view_hip"; 28317f48955SJacob Faibussowitsch } 284bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 285bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 28617f48955SJacob Faibussowitsch } 28717f48955SJacob Faibussowitsch 28817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 289e5265fafSJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* CUPM_VISIBLE_DEVICES()) 290e5265fafSJacob Faibussowitsch { 291e5265fafSJacob Faibussowitsch switch (T) { 292e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "CUDA_VISIBLE_DEVICES"; 293e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "HIP_VISIBLE_DEVICES"; 294e5265fafSJacob Faibussowitsch } 295e5265fafSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 296e5265fafSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 297e5265fafSJacob Faibussowitsch } 298e5265fafSJacob Faibussowitsch 299e5265fafSJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 30017f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::initialize(MPI_Comm comm, PetscInt *defaultDeviceId, PetscDeviceInitType *defaultInitType) noexcept 301a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 302a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscInt initTypeCUPM = *defaultInitType,id = *defaultDeviceId; 303a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool view = PETSC_FALSE,flg; 304a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int ndev; 305b2f36b75SJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr; 306a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 307a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 30817f48955SJacob Faibussowitsch if (initialized_) PetscFunctionReturn(0); 30917f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = true; 310*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscRegisterFinalize(finalize_)); 311a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 312a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 313*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 314*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch 31517f48955SJacob Faibussowitsch // the functions to populate the command line strings are named after the string they return 31617f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsBegin(comm,nullptr,PetscDevice_CUPMTYPE_Options<T>(),"Sys");CHKERRQ(ierr); 317*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscOptionsEList(device_enable_cupmtype<T>(),"How (or whether) to initialize a device","CUPMDevice<CUPMDeviceType>::initialize()",PetscDeviceInitTypes,3,PetscDeviceInitTypes[initTypeCUPM],&initTypeCUPM,nullptr)); 318*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscOptionsRangeInt(device_select_cupmtype<T>(),"Which device to use. Pass " PetscStringize(PETSC_DECIDE) " to have PETSc decide or (given they exist) [0-NUM_DEVICE) for a specific device","PetscDeviceCreate",id,&id,nullptr,PETSC_DECIDE,std::numeric_limits<decltype(defaultDevice_)>::max())); 319*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscOptionsBool(device_view_cupmtype<T>(),"Display device information and assignments (forces eager initialization)",nullptr,view,&view,&flg)); 320a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsEnd();CHKERRQ(ierr); 321a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 322a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 323a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cerr = cupmGetDeviceCount(&ndev); 324e5265fafSJacob Faibussowitsch switch (cerr) { 325e5265fafSJacob Faibussowitsch case cupmErrorNoDevice: { 326e5265fafSJacob Faibussowitsch PetscBool found; 327e5265fafSJacob Faibussowitsch PetscBool ignoreCupmError = PETSC_FALSE; 3286d70ba19SJacob Faibussowitsch char buf[16]; 329e5265fafSJacob Faibussowitsch 330*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscOptionsGetenv(comm,CUPM_VISIBLE_DEVICES<T>(),buf,sizeof(buf),&found)); 331e5265fafSJacob Faibussowitsch if (found) { 3326d70ba19SJacob Faibussowitsch size_t len; 3336d70ba19SJacob Faibussowitsch 334*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscStrlen(buf,&len)); 3356d70ba19SJacob Faibussowitsch if (!len || buf[0] == '-') ignoreCupmError = PETSC_TRUE; 336e5265fafSJacob Faibussowitsch } 337e5265fafSJacob Faibussowitsch id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // there are no devices anyway 3386d70ba19SJacob Faibussowitsch if (ignoreCupmError) { 3396d70ba19SJacob Faibussowitsch initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_NONE; 3406d70ba19SJacob Faibussowitsch auto PETSC_UNUSED ignored = cupmGetLastError(); 3416d70ba19SJacob Faibussowitsch break; 3426d70ba19SJacob Faibussowitsch } 343e5265fafSJacob Faibussowitsch // if we don't outright ignore the error we then drop and check if the user tried to 344e5265fafSJacob Faibussowitsch // eagerly initialize the device 345e5265fafSJacob Faibussowitsch } 346e5265fafSJacob Faibussowitsch case cupmErrorStubLibrary: 347a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely((initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) || (view && flg))) { 348a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto name = cupmGetErrorName(cerr); 349a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto desc = cupmGetErrorString(cerr); 350a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto backend = cupmName(); 35198921bdaSJacob Faibussowitsch SETERRQ(comm,PETSC_ERR_USER_INPUT,"Cannot eagerly initialize %s, as doing so results in %s error %d (%s) : %s",backend,backend,static_cast<PetscErrorCode>(cerr),name,desc); 352a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 353a4af0ceeSJacob Faibussowitsch initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_NONE; 354e5265fafSJacob Faibussowitsch {auto PETSC_UNUSED ignored = cupmGetLastError();} 355e5265fafSJacob Faibussowitsch break; 356e5265fafSJacob Faibussowitsch default: 357e5265fafSJacob Faibussowitsch CHKERRCUPM(cerr); 358e5265fafSJacob Faibussowitsch break; 359e5265fafSJacob Faibussowitsch } 360a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 361b2f36b75SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 362b2f36b75SJacob Faibussowitsch if ((id > 0) || (id == PETSC_DECIDE)) id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 363b2f36b75SJacob Faibussowitsch } else { 364*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscDeviceCheckDeviceCount_Internal(ndev)); 365a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) { 366a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (ndev) { 367a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 368a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 369*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRMPI(MPI_Comm_rank(comm,&rank)); 370a4af0ceeSJacob Faibussowitsch id = rank % ndev; 371a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else id = 0; 372a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 373a4af0ceeSJacob Faibussowitsch view = static_cast<decltype(view)>(view && flg); 374a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_EAGER; 375a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 376a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 37717f48955SJacob Faibussowitsch static_assert(std::is_same<PetscMPIInt,decltype(defaultDevice_)>::value,""); 378b2f36b75SJacob Faibussowitsch // id is PetscInt, _defaultDevice is int 379*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscMPIIntCast(id,&defaultDevice_)); 380a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) { 38117f48955SJacob Faibussowitsch devices_[defaultDevice_] = DeviceInternal::makeDevice(defaultDevice_); 382*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[defaultDevice_]->initialize()); 383*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[defaultDevice_]->configure()); 384a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) { 385a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscViewer vwr; 386a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 387*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscLogInitialize()); 388*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(PetscViewerASCIIGetStdout(comm,&vwr)); 389*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[defaultDevice_]->view(vwr)); 390a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 391a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 392a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 393a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // record the results of the initialization 394a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultInitType = static_cast<PetscDeviceInitType>(initTypeCUPM); 395a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultDeviceId = id; 396a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 397a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 398a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 39917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 40017f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::getDevice(PetscDevice device, PetscInt id) const noexcept 401a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 402bf025ffbSJacob Faibussowitsch const auto cerr = static_cast<cupmError_t>(-defaultDevice_); 403a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 404a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 405bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscCheck(defaultDevice_ != PETSC_CUPM_DEVICE_NONE,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE,"Trying to retrieve a %s PetscDevice when it has been disabled",cupmName()); 406bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscCheck(defaultDevice_ >= 0,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_GPU,"Cannot lazily initialize PetscDevice: %s error %d (%s) : %s",cupmName(),static_cast<PetscErrorCode>(cerr),cupmGetErrorName(cerr),cupmGetErrorString(cerr)); 40717f48955SJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) id = defaultDevice_; 408bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(static_cast<decltype(devices_.size())>(id) < devices_.size(),PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE,"Only supports %zu number of devices but trying to get device with id %" PetscInt_FMT,devices_.size(),id); 40917f48955SJacob Faibussowitsch if (devices_[id]) { 4102c71b3e2SJacob Faibussowitsch PetscAssert(id == devices_[id]->id(),PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_PLIB,"Entry %" PetscInt_FMT " contains device with mismatching id %d",id,devices_[id]->id()); 41117f48955SJacob Faibussowitsch } else devices_[id] = DeviceInternal::makeDevice(id); 412*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[id]->initialize()); 41317f48955SJacob Faibussowitsch device->deviceId = devices_[id]->id(); // technically id = _devices[id]->_id here 41417f48955SJacob Faibussowitsch device->ops->createcontext = create_; 415a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->configure = this->configureDevice; 416a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->view = this->viewDevice; 417a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 418a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 419a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 42017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 42117f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::configureDevice(PetscDevice device) noexcept 422a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 423a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 424*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[device->deviceId]->configure()); 425a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 426a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 427a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 42817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 42917f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::viewDevice(PetscDevice device, PetscViewer viewer) noexcept 430a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 431a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 432a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // now this __shouldn't__ reconfigure the device, but there is a petscinfo call to indicate 433a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // it is being reconfigured 434*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[device->deviceId]->configure()); 435*5f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKERRQ(devices_[device->deviceId]->view(viewer)); 436030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 437030f984aSJacob Faibussowitsch } 438030f984aSJacob Faibussowitsch 439030f984aSJacob Faibussowitsch // explicitly instantiate the classes 440030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_CUDA) 44117f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::CUDA>; 442030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 443030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_HIP) 44417f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::HIP>; 445030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 446030f984aSJacob Faibussowitsch 44717f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace CUPM 44817f48955SJacob Faibussowitsch 44917f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace Device 45017f48955SJacob Faibussowitsch 451030f984aSJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc 452