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 149371c9d4SSatish Balay namespace Petsc { 15030f984aSJacob Faibussowitsch 169371c9d4SSatish Balay namespace Device { 1717f48955SJacob Faibussowitsch 189371c9d4SSatish Balay namespace CUPM { 1917f48955SJacob Faibussowitsch 2017f48955SJacob Faibussowitsch // internal "impls" class for CUPMDevice. Each instance represents a single cupm device 2117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 229371c9d4SSatish Balay class Device<T>::DeviceInternal { 2317f48955SJacob Faibussowitsch const int id_; 2417f48955SJacob Faibussowitsch bool devInitialized_ = false; 2517f48955SJacob Faibussowitsch cupmDeviceProp_t dprop_; // cudaDeviceProp appears to be an actual struct, i.e. you can't 26a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // initialize it with nullptr or NULL (i've tried) 27a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 2817f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(bool CUPMAwareMPI_()); 29030f984aSJacob Faibussowitsch 30030f984aSJacob Faibussowitsch public: 31030f984aSJacob Faibussowitsch // default constructor 3217f48955SJacob Faibussowitsch explicit constexpr DeviceInternal(int dev) noexcept : id_(dev) { } 33030f984aSJacob Faibussowitsch 34030f984aSJacob Faibussowitsch // gather all relevant information for a particular device, a cupmDeviceProp_t is 35030f984aSJacob Faibussowitsch // usually sufficient here 36a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode initialize() noexcept; 37a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode configure() noexcept; 38a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode view(PetscViewer) const noexcept; 39*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode getattribute(PetscDeviceAttribute, void *) const noexcept; 40a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode finalize() noexcept; 41a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 4217f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto id() const -> decltype(id_) { return id_; } 4317f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto initialized() const -> decltype(devInitialized_) { return devInitialized_; } 4417f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto prop() const -> const decltype(dprop_) & { return dprop_; } 45a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 46a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // factory 47*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch #if __cplusplus >= 201402L 48*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(std::unique_ptr<DeviceInternal> makeDevice(int i)) { 49*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch return std::make_unique<DeviceInternal>(i); 50*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch } 51*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch #else 52*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(std::unique_ptr<DeviceInternal> makeDevice(int i)) { 53*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch return std::unique_ptr<DeviceInternal>(new DeviceInternal(i)); 54*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch } 55*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch #endif 56030f984aSJacob Faibussowitsch }; 57030f984aSJacob Faibussowitsch 58a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the goal here is simply to get the cupm backend to create its context, not to do any type of 59a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // modification of it, or create objects (since these may be affected by subsequent 60a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // configuration changes) 6117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 629371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::initialize() noexcept { 63030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6417f48955SJacob Faibussowitsch if (devInitialized_) PetscFunctionReturn(0); 6517f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = true; 66a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to do this BEFORE device has been set, although if the user 67a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // has already done this then we just ignore it 68a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDeviceFlags(cupmDeviceMapHost) == cupmErrorSetOnActiveProcess) { 69a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // reset the error if it was cupmErrorSetOnActiveProcess 70a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto PETSC_UNUSED unused = cupmGetLastError(); 719371c9d4SSatish Balay } else { 729371c9d4SSatish Balay PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 739371c9d4SSatish Balay } 74a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // cuda 5.0+ will create a context when cupmSetDevice is called 759566063dSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 76a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // forces cuda < 5.0 to initialize a context 779566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallCUPM(cupmFree(nullptr)); 78a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // where is this variable defined and when is it set? who knows! but it is defined and set 79a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // at this point. either way, each device must make this check since I guess MPI might not be 80a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // aware of all of them? 81a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (use_gpu_aware_mpi) { 82a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // For OpenMPI, we could do a compile time check with 83a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // "defined(PETSC_HAVE_OMPI_MAJOR_VERSION) && defined(MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT) && 84a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT" to see if it is CUDA-aware. However, recent versions of IBM 85a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // Spectrum MPI (e.g., 10.3.1) on Summit meet above conditions, but one has to use jsrun 86a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // --smpiargs=-gpu to really enable GPU-aware MPI. So we do the check at runtime with a 87a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // code that works only with GPU-aware MPI. 8817f48955SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(!CUPMAwareMPI_())) { 89a4af0ceeSJacob 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"); 90a4af0ceeSJacob 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"); 91a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("If you do care, for IBM Spectrum MPI on OLCF Summit, you may need jsrun --smpiargs=-gpu.\n"); 92a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For OpenMPI, you need to configure it --with-cuda (https://www.open-mpi.org/faq/?category=buildcuda)\n"); 93a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For MVAPICH2-GDR, you need to set MV2_USE_CUDA=1 (http://mvapich.cse.ohio-state.edu/userguide/gdr/)\n"); 94a4af0ceeSJacob 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"); 95a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_LIB); 96a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 97a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 98a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 99a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 100a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 10117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 1029371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::configure() noexcept { 103a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 104bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being configured before it was initialized", id_); 105030f984aSJacob Faibussowitsch // why on EARTH nvidia insists on making otherwise informational states into 106030f984aSJacob Faibussowitsch // fully-fledged error codes is beyond me. Why couldn't a pointer to bool argument have 107030f984aSJacob Faibussowitsch // sufficed?!?!?! 1089566063dSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 109a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to update the device properties 1109566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallCUPM(cupmGetDeviceProperties(&dprop_, id_)); 1119566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscInfo(nullptr, "Configured device %d\n", id_)); 112a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 113a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 114a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 11517f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 1169371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::view(PetscViewer viewer) const noexcept { 117a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool iascii; 118a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 119a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 120bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being viewed before it was initialized or configured", id_); 1219566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer), PETSCVIEWERASCII, &iascii)); 12217f48955SJacob Faibussowitsch if (iascii) { 12317f48955SJacob Faibussowitsch MPI_Comm comm; 12417f48955SJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 125c0b02e83SStefano Zampini PetscViewer sviewer; 12617f48955SJacob Faibussowitsch 1279566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscObjectGetComm(PetscObjectCast(viewer), &comm)); 1289566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank)); 1299566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerGetSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer)); 1309566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "[%d] device %d: %s\n", rank, id_, dprop_.name)); 1319566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sviewer)); 1329566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Compute capability: %d.%d\n", dprop_.major, dprop_.minor)); 1339566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Count: %d\n", dprop_.multiProcessorCount)); 1349566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Grid Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxGridSize[0], dprop_.maxGridSize[1], dprop_.maxGridSize[2])); 1359566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Block Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxThreadsDim[0], dprop_.maxThreadsDim[1], dprop_.maxThreadsDim[2])); 1369566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Threads Per Block: %d\n", dprop_.maxThreadsPerBlock)); 1379566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Warp Size: %d\n", dprop_.warpSize)); 1389566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Global Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalGlobalMem)); 1399566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Constant Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalConstMem)); 1409566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Shared Memory Per Block (bytes): %zu\n", dprop_.sharedMemPerBlock)); 1419566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.clockRate)); 1429566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.memoryClockRate)); 1439566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Bus Width (bits): %d\n", dprop_.memoryBusWidth)); 1449566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Peak Memory Bandwidth (GB/s): %f\n", 2.0 * dprop_.memoryClockRate * (dprop_.memoryBusWidth / 8) / 1.0e6)); 1459566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can map host memory: %s\n", dprop_.canMapHostMemory ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 1469566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can execute multiple kernels concurrently: %s\n", dprop_.concurrentKernels ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 1479566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(sviewer)); 1489566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerFlush(sviewer)); 1499566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer)); 1509566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerFlush(viewer)); 15117f48955SJacob Faibussowitsch } 152a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 153a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 154a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 155*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 156*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::getattribute(PetscDeviceAttribute attr, void *value) const noexcept { 157*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 158*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscAssert(initialized(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d was not initialized", id()); 159*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch switch (attr) { 160*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch case PETSC_DEVICE_ATTR_SIZE_T_SHARED_MEM_PER_BLOCK: *static_cast<std::size_t *>(value) = prop().sharedMemPerBlock; 161*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch case PETSC_DEVICE_ATTR_MAX: break; 162*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch } 163*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 164*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch } 165*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch 166a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static std::jmp_buf cupmMPIAwareJumpBuffer; 167a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static bool cupmMPIAwareJumpBufferSet; 168a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 169a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // godspeed to anyone that attempts to call this function 1709371c9d4SSatish Balay void SilenceVariableIsNotNeededAndWillNotBeEmittedWarning_ThisFunctionShouldNeverBeCalled() { 171a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(MPI_COMM_NULL, INT_MAX); 172a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmMPIAwareJumpBufferSet) (void)cupmMPIAwareJumpBuffer; 173a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 174a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 1759371c9d4SSatish Balay #define CHKCUPMAWARE(...) \ 1769371c9d4SSatish Balay do { \ 1775f80ce2aSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr_ = __VA_ARGS__; \ 1785f80ce2aSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(cerr_ != cupmSuccess)) return false; \ 1795f80ce2aSJacob Faibussowitsch } while (0) 180a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 18117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 1829371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DEFN(bool Device<T>::DeviceInternal::CUPMAwareMPI_()) { 183a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int bufSize = 2; 184a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int hbuf[bufSize] = {1, 0}; 185a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int *dbuf = nullptr; 18617f48955SJacob Faibussowitsch constexpr auto bytes = bufSize * sizeof(*dbuf); 18717f48955SJacob Faibussowitsch auto awareness = false; 188a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto cupmSignalHandler = [](int signal, void *ptr) -> PetscErrorCode { 189a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if ((signal == SIGSEGV) && cupmMPIAwareJumpBufferSet) std::longjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer, 1); 190a4af0ceeSJacob Faibussowitsch return PetscSignalHandlerDefault(signal, ptr); 191a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }; 192a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 193a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 1945f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMalloc(reinterpret_cast<void **>(&dbuf), bytes)); 1955f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMemcpy(dbuf, hbuf, bytes, cupmMemcpyHostToDevice)); 1969566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscPushSignalHandler(cupmSignalHandler, nullptr)); 197a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = true; 198a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (setjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer)) { 199a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // if a segv was triggered in the MPI_Allreduce below, it is very likely due to MPI not 200a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // being GPU-aware 201a4af0ceeSJacob Faibussowitsch awareness = false; 202a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // control flow up until this point: 20317f48955SJacob Faibussowitsch // 1. CUPMDevice<T>::CUPMDeviceInternal::MPICUPMAware__() 204a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 2. MPI_Allreduce 205a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 3. SIGSEGV 206a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 4. PetscSignalHandler_Private 207a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 5. cupmSignalHandler (lambda function) 208a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 6. here 209a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // PetscSignalHandler_Private starts with PetscFunctionBegin and is pushed onto the stack 210a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so we must undo this. This would be most naturally done in cupmSignalHandler, however 211a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the C/C++ standard dictates: 212a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 213a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // After invoking longjmp(), non-volatile-qualified local objects should not be accessed if 214a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // their values could have changed since the invocation of setjmp(). Their value in this 215a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // case is considered indeterminate, and accessing them is undefined behavior. 216a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 217a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so for safety (since we don't know what PetscStackPop may try to read/declare) we do it 218a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // outside of the longjmp control flow 219a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscStackPop; 220a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else if (!MPI_Allreduce(dbuf, dbuf + 1, 1, MPI_INT, MPI_SUM, PETSC_COMM_SELF)) awareness = true; 221a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = false; 2229566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscPopSignalHandler()); 2235f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmFree(dbuf)); 224a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(awareness); 225a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 226a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 227bf025ffbSJacob Faibussowitsch #undef CHKCUPMAWARE 228bf025ffbSJacob Faibussowitsch 22917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2309371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::finalize() noexcept { 231a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 23217f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = false; 233a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 234a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 235a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 23617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2379371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::finalize_() noexcept { 238a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 23917f48955SJacob Faibussowitsch if (!initialized_) PetscFunctionReturn(0); 24017f48955SJacob Faibussowitsch for (auto &&device : devices_) { 241a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (device) { 2429566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(device->finalize()); 243a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device.reset(); 244a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 245a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 24617f48955SJacob Faibussowitsch defaultDevice_ = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // disabled by default 24717f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = false; 248a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 249a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 250a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 25117f48955SJacob Faibussowitsch // these functions should be named identically to the option they produce where "CUPMTYPE" and 25217f48955SJacob Faibussowitsch // "cupmtype" are the uppercase and lowercase string versions of the cupm backend respectively 25317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2549371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *PetscDevice_CUPMTYPE_Options()) { 25517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 25617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "PetscDevice CUDA Options"; 25717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "PetscDevice HIP Options"; 25817f48955SJacob Faibussowitsch } 259bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 260bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 261a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 262a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 26317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2649371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_enable_cupmtype()) { 26517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 26617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_enable_cuda"; 26717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_enable_hip"; 26817f48955SJacob Faibussowitsch } 269bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 270bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 27117f48955SJacob Faibussowitsch } 272a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 27317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2749371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_select_cupmtype()) { 27517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 27617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_select_cuda"; 27717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_select_hip"; 27817f48955SJacob Faibussowitsch } 279bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 280bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 28117f48955SJacob Faibussowitsch } 282a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 28317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2849371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_view_cupmtype()) { 28517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 28617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_view_cuda"; 28717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_view_hip"; 28817f48955SJacob Faibussowitsch } 289bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 290bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 29117f48955SJacob Faibussowitsch } 29217f48955SJacob Faibussowitsch 29317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2949371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *CUPM_VISIBLE_DEVICES()) { 295e5265fafSJacob Faibussowitsch switch (T) { 296e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "CUDA_VISIBLE_DEVICES"; 297e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "HIP_VISIBLE_DEVICES"; 298e5265fafSJacob Faibussowitsch } 299e5265fafSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 300e5265fafSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 301e5265fafSJacob Faibussowitsch } 302e5265fafSJacob Faibussowitsch 303e5265fafSJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 3049371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::initialize(MPI_Comm comm, PetscInt *defaultDeviceId, PetscDeviceInitType *defaultInitType) noexcept { 305a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscInt initTypeCUPM = *defaultInitType, id = *defaultDeviceId; 306a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool view = PETSC_FALSE, flg; 3071c06a947SJacob Faibussowitsch int ndev = 0; 308a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 309a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 31017f48955SJacob Faibussowitsch if (initialized_) PetscFunctionReturn(0); 31117f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = true; 3129566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscRegisterFinalize(finalize_)); 313a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 314a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 31517f48955SJacob Faibussowitsch // the functions to populate the command line strings are named after the string they return 316d0609cedSBarry Smith PetscOptionsBegin(comm, nullptr, PetscDevice_CUPMTYPE_Options<T>(), "Sys"); 3179566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscOptionsEList(device_enable_cupmtype<T>(), "How (or whether) to initialize a device", "CUPMDevice<CUPMDeviceType>::initialize()", PetscDeviceInitTypes, 3, PetscDeviceInitTypes[initTypeCUPM], &initTypeCUPM, nullptr)); 3189566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(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())); 3199566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscOptionsBool(device_view_cupmtype<T>(), "Display device information and assignments (forces eager initialization)", nullptr, view, &view, &flg)); 320d0609cedSBarry Smith PetscOptionsEnd(); 321a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 322a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3231c06a947SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 3241c06a947SJacob Faibussowitsch id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 3251c06a947SJacob Faibussowitsch } else if (auto cerr = cupmGetDeviceCount(&ndev)) { 3266d70ba19SJacob Faibussowitsch auto PETSC_UNUSED ignored = cupmGetLastError(); 3271c06a947SJacob Faibussowitsch // we won't be initializing anything anyways 3281c06a947SJacob Faibussowitsch initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_NONE; 3291c06a947SJacob Faibussowitsch // save the error code for later 3301c06a947SJacob Faibussowitsch id = -static_cast<decltype(id)>(cerr); 3311c06a947SJacob Faibussowitsch 332a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely((initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) || (view && flg))) { 333a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto name = cupmGetErrorName(cerr); 334a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto desc = cupmGetErrorString(cerr); 335a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto backend = cupmName(); 33698921bdaSJacob 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); 337a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 338e5265fafSJacob Faibussowitsch } 339a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3401c06a947SJacob Faibussowitsch // check again for init type, since the device count may have changed it 341b2f36b75SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 3421c06a947SJacob Faibussowitsch // id < 0 (excluding PETSC_DECIDE) indicates an error has occurred during setup 343b2f36b75SJacob Faibussowitsch if ((id > 0) || (id == PETSC_DECIDE)) id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 344b2f36b75SJacob Faibussowitsch } else { 3459566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscDeviceCheckDeviceCount_Internal(ndev)); 346a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) { 347a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (ndev) { 348a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 349a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3509566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank)); 351a4af0ceeSJacob Faibussowitsch id = rank % ndev; 352a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else id = 0; 353a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 354a4af0ceeSJacob Faibussowitsch view = static_cast<decltype(view)>(view && flg); 355a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_EAGER; 356a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 357a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 35817f48955SJacob Faibussowitsch static_assert(std::is_same<PetscMPIInt, decltype(defaultDevice_)>::value, ""); 359b2f36b75SJacob Faibussowitsch // id is PetscInt, _defaultDevice is int 3609566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscMPIIntCast(id, &defaultDevice_)); 361a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) { 36217f48955SJacob Faibussowitsch devices_[defaultDevice_] = DeviceInternal::makeDevice(defaultDevice_); 3639566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->initialize()); 3649566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->configure()); 365a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) { 366a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscViewer vwr; 367a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3689566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscLogInitialize()); 3699566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIGetStdout(comm, &vwr)); 3709566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->view(vwr)); 371a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 372a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 373a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 374a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // record the results of the initialization 375a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultInitType = static_cast<PetscDeviceInitType>(initTypeCUPM); 376a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultDeviceId = id; 377a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 378a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 379a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 38017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 3819371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::getDevice(PetscDevice device, PetscInt id) const noexcept { 382bf025ffbSJacob Faibussowitsch const auto cerr = static_cast<cupmError_t>(-defaultDevice_); 383a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 384a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 385bf025ffbSJacob 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()); 386bf025ffbSJacob 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)); 38717f48955SJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) id = defaultDevice_; 388bf025ffbSJacob 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); 38917f48955SJacob Faibussowitsch if (devices_[id]) { 3902c71b3e2SJacob 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()); 39117f48955SJacob Faibussowitsch } else devices_[id] = DeviceInternal::makeDevice(id); 3929566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[id]->initialize()); 39317f48955SJacob Faibussowitsch device->deviceId = devices_[id]->id(); // technically id = _devices[id]->_id here 39417f48955SJacob Faibussowitsch device->ops->createcontext = create_; 395a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->configure = this->configureDevice; 396a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->view = this->viewDevice; 397*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch device->ops->getattribute = this->getAttribute; 398a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 399a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 400a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 40117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 4029371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::configureDevice(PetscDevice device) noexcept { 403a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 4049566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure()); 405a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 406a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 407a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 40817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 4099371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::viewDevice(PetscDevice device, PetscViewer viewer) noexcept { 410a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 411a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // now this __shouldn't__ reconfigure the device, but there is a petscinfo call to indicate 412a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // it is being reconfigured 4139566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure()); 4149566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->view(viewer)); 415030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 416030f984aSJacob Faibussowitsch } 417030f984aSJacob Faibussowitsch 418*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 419*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::getAttribute(PetscDevice device, PetscDeviceAttribute attr, void *value) noexcept { 420*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 421*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->getattribute(attr, value)); 422*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 423*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch } 424*a16fd2c9SJacob Faibussowitsch 425030f984aSJacob Faibussowitsch // explicitly instantiate the classes 426030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_CUDA) 42717f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::CUDA>; 428030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 429030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_HIP) 43017f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::HIP>; 431030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 432030f984aSJacob Faibussowitsch 43317f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace CUPM 43417f48955SJacob Faibussowitsch 43517f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace Device 43617f48955SJacob Faibussowitsch 437030f984aSJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc 438