10e6b6b59SJacob Faibussowitsch #ifndef PETSC_SEGMENTEDMEMPOOL_HPP 20e6b6b59SJacob Faibussowitsch #define PETSC_SEGMENTEDMEMPOOL_HPP 30e6b6b59SJacob Faibussowitsch 40e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/deviceimpl.h> 56797ed33SJacob Faibussowitsch 60e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/macros.hpp> 70e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/type_traits.hpp> 80e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/utility.hpp> 90e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/register_finalize.hpp> 106797ed33SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/memory.hpp> 110e6b6b59SJacob Faibussowitsch 120e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <limits> 130e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <deque> 140e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <vector> 150e6b6b59SJacob Faibussowitsch 16*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch namespace Petsc 17*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 19*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch namespace device 20*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 220e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 230e6b6b59SJacob Faibussowitsch class StreamBase { 240e6b6b59SJacob Faibussowitsch public: 250e6b6b59SJacob Faibussowitsch using id_type = int; 260e6b6b59SJacob Faibussowitsch using derived_type = T; 270e6b6b59SJacob Faibussowitsch 280e6b6b59SJacob Faibussowitsch static const id_type INVALID_ID; 290e6b6b59SJacob Faibussowitsch 300e6b6b59SJacob Faibussowitsch // needed so that dependent auto works, see veccupmimpl.h for a detailed discussion 310e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U = T> 320e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto get_stream() const noexcept PETSC_DECLTYPE_AUTO_RETURNS(static_cast<const U &>(*this).get_stream_()); 330e6b6b59SJacob Faibussowitsch 340e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD id_type get_id() const noexcept { return static_cast<const T &>(*this).get_id_(); } 350e6b6b59SJacob Faibussowitsch 360e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 37*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode record_event(E &&event) const noexcept 38*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 390e6b6b59SJacob Faibussowitsch return static_cast<const T &>(*this).record_event_(std::forward<E>(event)); 400e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 410e6b6b59SJacob Faibussowitsch 420e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 43*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode wait_for_event(E &&event) const noexcept 44*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 450e6b6b59SJacob Faibussowitsch return static_cast<const T &>(*this).wait_for_(std::forward<E>(event)); 460e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 470e6b6b59SJacob Faibussowitsch 480e6b6b59SJacob Faibussowitsch protected: 490e6b6b59SJacob Faibussowitsch constexpr StreamBase() noexcept = default; 500e6b6b59SJacob Faibussowitsch 510e6b6b59SJacob Faibussowitsch struct default_event_type { }; 520e6b6b59SJacob Faibussowitsch using default_stream_type = std::nullptr_t; 530e6b6b59SJacob Faibussowitsch 540e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static constexpr default_stream_type get_stream_() noexcept { return nullptr; } 550e6b6b59SJacob Faibussowitsch 560e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static constexpr id_type get_id_() noexcept { return 0; } 570e6b6b59SJacob Faibussowitsch 580e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U = T> 59*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static constexpr PetscErrorCode record_event_(const typename U::event_type &) noexcept 60*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 610e6b6b59SJacob Faibussowitsch return 0; 620e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 630e6b6b59SJacob Faibussowitsch 640e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U = T> 65*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static constexpr PetscErrorCode wait_for_(const typename U::event_type &) noexcept 66*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 670e6b6b59SJacob Faibussowitsch return 0; 680e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 690e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 700e6b6b59SJacob Faibussowitsch 710e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 720e6b6b59SJacob Faibussowitsch const typename StreamBase<T>::id_type StreamBase<T>::INVALID_ID = -1; 730e6b6b59SJacob Faibussowitsch 740e6b6b59SJacob Faibussowitsch struct DefaultStream : StreamBase<DefaultStream> { 750e6b6b59SJacob Faibussowitsch using stream_type = typename StreamBase<DefaultStream>::default_stream_type; 760e6b6b59SJacob Faibussowitsch using id_type = typename StreamBase<DefaultStream>::id_type; 770e6b6b59SJacob Faibussowitsch using event_type = typename StreamBase<DefaultStream>::default_event_type; 780e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 790e6b6b59SJacob Faibussowitsch 800e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace device 810e6b6b59SJacob Faibussowitsch 82*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch namespace memory 83*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 840e6b6b59SJacob Faibussowitsch 85*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch namespace impl 86*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 870e6b6b59SJacob Faibussowitsch 880e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 890e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryChunk 900e6b6b59SJacob Faibussowitsch // 910e6b6b59SJacob Faibussowitsch // Represents a checked-out region of a MemoryBlock. Tracks the offset into the owning 920e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryBlock and its size/capacity 930e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 940e6b6b59SJacob Faibussowitsch 950e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename EventType> 960e6b6b59SJacob Faibussowitsch class MemoryChunk { 970e6b6b59SJacob Faibussowitsch public: 980e6b6b59SJacob Faibussowitsch using event_type = EventType; 990e6b6b59SJacob Faibussowitsch using size_type = std::size_t; 1000e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1010e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk(size_type, size_type) noexcept; 1020e6b6b59SJacob Faibussowitsch explicit MemoryChunk(size_type) noexcept; 1030e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1040e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk(MemoryChunk &&) noexcept; 1050e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk &operator=(MemoryChunk &&) noexcept; 1060e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1070e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk(const MemoryChunk &) noexcept = delete; 1080e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk &operator=(const MemoryChunk &) noexcept = delete; 1090e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1100e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type start() const noexcept { return start_; } 1110e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type size() const noexcept { return size_; } 1120e6b6b59SJacob Faibussowitsch // REVIEW ME: 1130e6b6b59SJacob Faibussowitsch // make this an actual field, normally each chunk shrinks_to_fit() on begin claimed, but in 1140e6b6b59SJacob Faibussowitsch // theory only the last chunk needs to do this 1150e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type capacity() const noexcept { return size_; } 1160e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type total_offset() const noexcept { return start() + size(); } 1170e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1180e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 1190e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode release(const device::StreamBase<U> *) noexcept; 1200e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 1210e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode claim(const device::StreamBase<U> *, size_type, bool *, bool = false) noexcept; 1220e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 1230e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD bool can_claim(const device::StreamBase<U> *, size_type, bool) const noexcept; 1240e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode resize(size_type) noexcept; 1256797ed33SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD bool contains(size_type) const noexcept; 1260e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1270e6b6b59SJacob Faibussowitsch private: 1280e6b6b59SJacob Faibussowitsch // clang-format off 1290e6b6b59SJacob Faibussowitsch event_type event_{}; // event recorded when the chunk was released 1300e6b6b59SJacob Faibussowitsch bool open_ = true; // is this chunk open? 1310e6b6b59SJacob Faibussowitsch // id of the last stream to use the chunk, populated on release 1320e6b6b59SJacob Faibussowitsch int stream_id_ = device::DefaultStream::INVALID_ID; 1330e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_type size_ = 0; // size of the chunk 1340e6b6b59SJacob Faibussowitsch const size_type start_ = 0; // offset from the start of the owning block 1350e6b6b59SJacob Faibussowitsch // clang-format on 1366797ed33SJacob Faibussowitsch 1370e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 1380e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD bool stream_compat_(const device::StreamBase<U> *) const noexcept; 1390e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 1400e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1410e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 1420e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryChunk - Private API 1430e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 1440e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1450e6b6b59SJacob Faibussowitsch // asks and answers the question: can this stream claim this chunk without serializing? 1460e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 1470e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 148*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline bool MemoryChunk<E>::stream_compat_(const device::StreamBase<U> *strm) const noexcept 149*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 1500e6b6b59SJacob Faibussowitsch return (stream_id_ == strm->INVALID_ID) || (stream_id_ == strm->get_id()); 1510e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 1520e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1530e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 1540e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryChunk - Public API 1550e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 1560e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1570e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 158*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline MemoryChunk<E>::MemoryChunk(size_type start, size_type size) noexcept : size_(size), start_(start) 159*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 160*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch } 1610e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1620e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 163*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline MemoryChunk<E>::MemoryChunk(size_type size) noexcept : MemoryChunk(0, size) 164*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 165*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch } 1660e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1670e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 1680e6b6b59SJacob Faibussowitsch inline MemoryChunk<E>::MemoryChunk(MemoryChunk<E> &&other) noexcept : 169*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch event_(std::move(other.event_)), open_(util::exchange(other.open_, false)), stream_id_(util::exchange(other.stream_id_, device::DefaultStream::INVALID_ID)), size_(util::exchange(other.size_, 0)), start_(std::move(other.start_)) 170*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 171*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch } 1720e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1730e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 174*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline MemoryChunk<E> &MemoryChunk<E>::operator=(MemoryChunk<E> &&other) noexcept 175*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 1760e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 1770e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (this != &other) { 1780e6b6b59SJacob Faibussowitsch event_ = std::move(other.event_); 1790e6b6b59SJacob Faibussowitsch open_ = util::exchange(other.open_, false); 1800e6b6b59SJacob Faibussowitsch stream_id_ = util::exchange(other.stream_id_, device::DefaultStream::INVALID_ID); 1810e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_ = util::exchange(other.size_, 0); 1820e6b6b59SJacob Faibussowitsch start_ = std::move(other.start_); 1830e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 1840e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(*this); 1850e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 1860e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1870e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 1880e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk::release - release a chunk on a stream 1890e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1900e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameter: 1910e6b6b59SJacob Faibussowitsch . stream - the stream to release the chunk with 1920e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1930e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 1940e6b6b59SJacob Faibussowitsch Inserts a release operation on stream and records the state of stream at the time this 1950e6b6b59SJacob Faibussowitsch routine was called. 1960e6b6b59SJacob Faibussowitsch 1970e6b6b59SJacob Faibussowitsch Future allocation requests which attempt to claim the chunk on the same stream may re-acquire 1980e6b6b59SJacob Faibussowitsch the chunk without serialization. 1990e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2000e6b6b59SJacob Faibussowitsch If another stream attempts to claim the chunk they must wait for the recorded event before 2010e6b6b59SJacob Faibussowitsch claiming the chunk. 2020e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 2030e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 2040e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 205*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryChunk<E>::release(const device::StreamBase<U> *stream) noexcept 206*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 2070e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 2080e6b6b59SJacob Faibussowitsch open_ = true; 2090e6b6b59SJacob Faibussowitsch stream_id_ = stream->get_id(); 2100e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(stream->record_event(event_)); 2110e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 2120e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2130e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2140e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 2150e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk::claim - attempt to claim a particular chunk 2160e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2170e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 2180e6b6b59SJacob Faibussowitsch + stream - the stream on which to attempt to claim 2190e6b6b59SJacob Faibussowitsch . req_size - the requested size (in elements) to attempt to claim 2200e6b6b59SJacob Faibussowitsch - serialize - (optional, false) whether the claimant allows serialization 2210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2220e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output Parameter: 2230e6b6b59SJacob Faibussowitsch . success - true if the chunk was claimed, false otherwise 2240e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 2250e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 2260e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 227*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryChunk<E>::claim(const device::StreamBase<U> *stream, size_type req_size, bool *success, bool serialize) noexcept 228*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 2290e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 2300e6b6b59SJacob Faibussowitsch if ((*success = can_claim(stream, req_size, serialize))) { 2310e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (serialize && !stream_compat_(stream)) PetscCall(stream->wait_for_event(event_)); 2320e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(resize(req_size)); 2330e6b6b59SJacob Faibussowitsch open_ = false; 2340e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2350e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 2360e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2380e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 2390e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk::can_claim - test whether a particular chunk can be claimed 2400e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2410e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 2420e6b6b59SJacob Faibussowitsch + stream - the stream on which to attempt to claim 2430e6b6b59SJacob Faibussowitsch . req_size - the requested size (in elements) to attempt to claim 2440e6b6b59SJacob Faibussowitsch - serialize - whether the claimant allows serialization 2450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2460e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output: 2470e6b6b59SJacob Faibussowitsch . [return] - true if the chunk is claimable given the configuration, false otherwise 2480e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 2490e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 2500e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 251*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline bool MemoryChunk<E>::can_claim(const device::StreamBase<U> *stream, size_type req_size, bool serialize) const noexcept 252*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 2530e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (open_ && (req_size <= capacity())) { 2540e6b6b59SJacob Faibussowitsch // fully compatible 2550e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (stream_compat_(stream)) return true; 2560e6b6b59SJacob Faibussowitsch // stream wasn't compatible, but could claim if we serialized 2570e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (serialize) return true; 2580e6b6b59SJacob Faibussowitsch // incompatible stream and did not want to serialize 2590e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2600e6b6b59SJacob Faibussowitsch return false; 2610e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2620e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2630e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 2640e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryChunk::resize - grow a chunk to new size 2650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2660e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameter: 2670e6b6b59SJacob Faibussowitsch . newsize - the new size Requested 2680e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2690e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 2700e6b6b59SJacob Faibussowitsch newsize cannot be larger than capacity 2710e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 2720e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename E> 273*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryChunk<E>::resize(size_type newsize) noexcept 274*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 2750e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 2760e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(newsize <= capacity(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_SIZ, "New size %zu larger than capacity %zu", newsize, capacity()); 2770e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_ = newsize; 2780e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 2790e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 2800e6b6b59SJacob Faibussowitsch 2816797ed33SJacob Faibussowitsch /* 2826797ed33SJacob Faibussowitsch MemoryChunk::contains - query whether a memory chunk contains a particular offset 2836797ed33SJacob Faibussowitsch 2846797ed33SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 2856797ed33SJacob Faibussowitsch . offset - The offset from the MemoryBlock start 2866797ed33SJacob Faibussowitsch 2876797ed33SJacob Faibussowitsch Notes: 2886797ed33SJacob Faibussowitsch Returns true if the chunk contains the offset, false otherwise 2896797ed33SJacob Faibussowitsch */ 2906797ed33SJacob Faibussowitsch template <typename E> 291*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline bool MemoryChunk<E>::contains(size_type offset) const noexcept 292*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 2936797ed33SJacob Faibussowitsch return (offset >= start()) && (offset < total_offset()); 2946797ed33SJacob Faibussowitsch } 2956797ed33SJacob Faibussowitsch 2960e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 2970e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryBlock 2980e6b6b59SJacob Faibussowitsch // 2990e6b6b59SJacob Faibussowitsch // A "memory block" manager, which owns the pointer to a particular memory range. Retrieving 3000e6b6b59SJacob Faibussowitsch // and restoring a block is thread-safe (so may be used by multiple device streams). 3010e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 3020e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3030e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename AllocatorType, typename StreamType> 3040e6b6b59SJacob Faibussowitsch class MemoryBlock { 3050e6b6b59SJacob Faibussowitsch public: 3060e6b6b59SJacob Faibussowitsch using value_type = T; 3070e6b6b59SJacob Faibussowitsch using allocator_type = AllocatorType; 3080e6b6b59SJacob Faibussowitsch using stream_type = StreamType; 3090e6b6b59SJacob Faibussowitsch using event_type = typename stream_type::event_type; 3100e6b6b59SJacob Faibussowitsch using chunk_type = MemoryChunk<event_type>; 3110e6b6b59SJacob Faibussowitsch using size_type = typename chunk_type::size_type; 3120e6b6b59SJacob Faibussowitsch using chunk_list_type = std::vector<chunk_type>; 3130e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3140e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 3150e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock(allocator_type *, size_type, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 3160e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3170e6b6b59SJacob Faibussowitsch ~MemoryBlock() noexcept(std::is_nothrow_destructible<chunk_list_type>::value); 3180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3190e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock(MemoryBlock &&) noexcept; 3200e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock &operator=(MemoryBlock &&) noexcept; 3210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3220e6b6b59SJacob Faibussowitsch // memory blocks are not copyable 3230e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock(const MemoryBlock &) = delete; 3240e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock &operator=(const MemoryBlock &) = delete; 3250e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3260e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* --- actual functions --- */ 3270e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode try_allocate_chunk(size_type, T **, const stream_type *, bool *) noexcept; 3280e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode try_deallocate_chunk(T **, const stream_type *, bool *) noexcept; 3290e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode try_find_chunk(const T *, chunk_type **) noexcept; 3300e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD bool owns_pointer(const T *) const noexcept; 3310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3320e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type size() const noexcept { return size_; } 3330e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type bytes() const noexcept { return sizeof(value_type) * size(); } 3340e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD size_type num_chunks() const noexcept { return chunks_.size(); } 3350e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3360e6b6b59SJacob Faibussowitsch private: 3370e6b6b59SJacob Faibussowitsch value_type *mem_{}; 3380e6b6b59SJacob Faibussowitsch allocator_type *allocator_{}; 3390e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_type size_{}; 3400e6b6b59SJacob Faibussowitsch chunk_list_type chunks_{}; 3410e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3420e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode clear_(const stream_type *) noexcept; 3430e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 3440e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3450e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 3460e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryBlock - Private API 3470e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 3480e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3490e6b6b59SJacob Faibussowitsch // clear the memory block, called from destructors and move assignment/construction 3500e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 351*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode MemoryBlock<T, A, S>::clear_(const stream_type *stream) noexcept 352*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 3530e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 3540e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (PetscLikely(mem_)) { 3550e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(allocator_->deallocate(mem_, stream)); 3560e6b6b59SJacob Faibussowitsch mem_ = nullptr; 3570e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 3580e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_ = 0; 3590e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallCXX(chunks_.clear()); 3600e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 3610e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 3620e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3630e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 3640e6b6b59SJacob Faibussowitsch // MemoryBlock - Public API 3650e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 3660e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3670e6b6b59SJacob Faibussowitsch // default constructor, allocates memory immediately 3680e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 3690e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 370*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch MemoryBlock<T, A, S>::MemoryBlock(allocator_type *alloc, size_type s, const device::StreamBase<U> *stream) noexcept : allocator_(alloc), size_(s) 371*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 3720e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 3730e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, alloc->allocate(&mem_, s, stream)); 3740e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssertAbort(mem_, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_MEM, "Failed to allocate memory block of size %zu", s); 3750e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturnVoid(); 3760e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 3770e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3780e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 379*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch MemoryBlock<T, A, S>::~MemoryBlock() noexcept(std::is_nothrow_destructible<chunk_list_type>::value) 380*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 3810e6b6b59SJacob Faibussowitsch stream_type stream; 3820e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3830e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 3840e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, clear_(&stream)); 3850e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturnVoid(); 3860e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 3870e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3880e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 389*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch MemoryBlock<T, A, S>::MemoryBlock(MemoryBlock &&other) noexcept : mem_(util::exchange(other.mem_, nullptr)), allocator_(other.allocator_), size_(util::exchange(other.size_, 0)), chunks_(std::move(other.chunks_)) 390*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 391*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch } 3920e6b6b59SJacob Faibussowitsch 3930e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 394*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch MemoryBlock<T, A, S> &MemoryBlock<T, A, S>::operator=(MemoryBlock &&other) noexcept 395*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 3960e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 3970e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (this != &other) { 3980e6b6b59SJacob Faibussowitsch stream_type stream; 3990e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4000e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, clear_(&stream)); 4010e6b6b59SJacob Faibussowitsch mem_ = util::exchange(other.mem_, nullptr); 4020e6b6b59SJacob Faibussowitsch allocator_ = other.allocator_; 4030e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_ = util::exchange(other.size_, 0); 4040e6b6b59SJacob Faibussowitsch chunks_ = std::move(other.chunks_); 4050e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4060e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(*this); 4070e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4080e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4090e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 4100e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBock::owns_pointer - returns true if this block owns a pointer, false otherwise 4110e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 4120e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 413*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline bool MemoryBlock<T, A, S>::owns_pointer(const T *ptr) const noexcept 414*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 4150e6b6b59SJacob Faibussowitsch // each pool is linear in memory, so it suffices to check the bounds 4160e6b6b59SJacob Faibussowitsch return (ptr >= mem_) && (ptr < std::next(mem_, size())); 4170e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4190e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 4200e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock::try_allocate_chunk - try to get a chunk from this MemoryBlock 4210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4220e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 4230e6b6b59SJacob Faibussowitsch + req_size - the requested size of the allocation (in elements) 4240e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - ptr to fill 4250e6b6b59SJacob Faibussowitsch - stream - stream to fill the pointer on 4260e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4270e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output Parameter: 4280e6b6b59SJacob Faibussowitsch . success - true if chunk was gotten, false otherwise 4290e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4300e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 4310e6b6b59SJacob Faibussowitsch If the current memory could not satisfy the memory request, ptr is unchanged 4320e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 4330e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 434*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryBlock<T, A, S>::try_allocate_chunk(size_type req_size, T **ptr, const stream_type *stream, bool *success) noexcept 435*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 4360e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 4370e6b6b59SJacob Faibussowitsch *success = false; 4380e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (req_size <= size()) { 4390e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto try_create_chunk = [&]() { 4400e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto was_empty = chunks_.empty(); 4410e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto block_alloced = was_empty ? 0 : chunks_.back().total_offset(); 4420e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4430e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 4440e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (block_alloced + req_size <= size()) { 4450e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallCXX(chunks_.emplace_back(block_alloced, req_size)); 4460e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(chunks_.back().claim(stream, req_size, success)); 4470e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ptr = mem_ + block_alloced; 4480e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (was_empty) PetscAssert(*success, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Failed to claim chunk (of size %zu) even though block (of size %zu) was empty!", req_size, size()); 4490e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4500e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 4510e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 4520e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto try_find_open_chunk = [&](bool serialize = false) { 4530e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 4540e6b6b59SJacob Faibussowitsch for (auto &chunk : chunks_) { 4550e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(chunk.claim(stream, req_size, success, serialize)); 4560e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (*success) { 4570e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ptr = mem_ + chunk.start(); 4580e6b6b59SJacob Faibussowitsch break; 4590e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4600e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4610e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 4620e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 4636797ed33SJacob Faibussowitsch const auto try_steal_other_stream_chunk = [&]() { 4646797ed33SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 4656797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(try_find_open_chunk(true)); 4666797ed33SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 4676797ed33SJacob Faibussowitsch }; 4680e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4690e6b6b59SJacob Faibussowitsch // search previously distributed chunks, but only claim one if it is on the same stream 4700e6b6b59SJacob Faibussowitsch // as us 4710e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(try_find_open_chunk()); 4720e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4730e6b6b59SJacob Faibussowitsch // if we are here we couldn't reuse one of our own chunks so check first if the pool 4740e6b6b59SJacob Faibussowitsch // has room for a new one 4750e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (!*success) PetscCall(try_create_chunk()); 4760e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4770e6b6b59SJacob Faibussowitsch // try pruning dead chunks off the back, note we do this regardless of whether we are 4780e6b6b59SJacob Faibussowitsch // successful 4790e6b6b59SJacob Faibussowitsch while (chunks_.back().can_claim(stream, 0, false)) { 4800e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallCXX(chunks_.pop_back()); 4810e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (chunks_.empty()) { 4820e6b6b59SJacob Faibussowitsch // if chunks are empty it implies we have managed to claim (and subsequently destroy) 4830e6b6b59SJacob Faibussowitsch // our own chunk twice! something has gone wrong 4840e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(!*success, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Successfully claimed a chunk (of size %zu, from block of size %zu) but have now managed to claim it for a second time (and destroyed it)!", req_size, size()); 4850e6b6b59SJacob Faibussowitsch break; 4860e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4870e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4880e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4890e6b6b59SJacob Faibussowitsch // if previously unsuccessful see if enough space has opened up due to pruning. note that 4900e6b6b59SJacob Faibussowitsch // if the chunk list was emptied from the pruning this call must succeed in allocating a 4910e6b6b59SJacob Faibussowitsch // chunk, otherwise something is wrong 4920e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (!*success) PetscCall(try_create_chunk()); 4930e6b6b59SJacob Faibussowitsch 4940e6b6b59SJacob Faibussowitsch // last resort, iterate over all chunks and see if we can steal one by waiting on the 4950e6b6b59SJacob Faibussowitsch // current owner to finish using it 4966797ed33SJacob Faibussowitsch if (!*success) PetscCall(try_steal_other_stream_chunk()); 4970e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 4980e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 4990e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5000e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5010e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 5020e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock::try_deallocate_chunk - try to restore a chunk to this MemoryBlock 5030e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5040e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 5050e6b6b59SJacob Faibussowitsch + ptr - ptr to restore 5060e6b6b59SJacob Faibussowitsch - stream - stream to restore the pointer on 5070e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5080e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output Parameter: 5090e6b6b59SJacob Faibussowitsch . success - true if chunk was restored, false otherwise 5100e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5110e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 5120e6b6b59SJacob Faibussowitsch ptr is set to nullptr on successful restore, and is unchanged otherwise. If the ptr is owned 5130e6b6b59SJacob Faibussowitsch by this MemoryBlock then it is restored on stream. The same stream may recieve ptr again 5140e6b6b59SJacob Faibussowitsch without synchronization, but other streams may not do so until either serializing or the 5150e6b6b59SJacob Faibussowitsch stream is idle again. 5160e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 5170e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 518*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryBlock<T, A, S>::try_deallocate_chunk(T **ptr, const stream_type *stream, bool *success) noexcept 519*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 5200e6b6b59SJacob Faibussowitsch chunk_type *chunk = nullptr; 5210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5220e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 5230e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(try_find_chunk(*ptr, &chunk)); 5240e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (chunk) { 5250e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(chunk->release(stream)); 5260e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ptr = nullptr; 5270e6b6b59SJacob Faibussowitsch *success = true; 5280e6b6b59SJacob Faibussowitsch } else { 5290e6b6b59SJacob Faibussowitsch *success = false; 5300e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5310e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 5320e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5330e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5340e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 5350e6b6b59SJacob Faibussowitsch MemoryBlock::try_find_chunk - try to find the chunk which owns ptr 5360e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5370e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameter: 5380e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - the pointer to lookk for 5390e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5400e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output Parameter: 5410e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ret_chunk - pointer to the owning chunk or nullptr if not found 5420e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 5430e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T, typename A, typename S> 544*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode MemoryBlock<T, A, S>::try_find_chunk(const T *ptr, chunk_type **ret_chunk) noexcept 545*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 5460e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 5470e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ret_chunk = nullptr; 5480e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (owns_pointer(ptr)) { 5490e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto offset = static_cast<size_type>(ptr - mem_); 5500e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5510e6b6b59SJacob Faibussowitsch for (auto &chunk : chunks_) { 5526797ed33SJacob Faibussowitsch if (chunk.contains(offset)) { 5530e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ret_chunk = &chunk; 5540e6b6b59SJacob Faibussowitsch break; 5550e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5560e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5570e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5580e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(*ret_chunk, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Failed to find %zu in block, even though it is within block range [%zu, %zu)", reinterpret_cast<uintptr_t>(ptr), reinterpret_cast<uintptr_t>(mem_), reinterpret_cast<uintptr_t>(std::next(mem_, size()))); 5590e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5600e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 5610e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 5620e6b6b59SJacob Faibussowitsch 563*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch namespace detail 564*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 5650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5660e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 5670e6b6b59SJacob Faibussowitsch struct real_type { 5680e6b6b59SJacob Faibussowitsch using type = T; 5690e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 5700e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5710e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <> 5720e6b6b59SJacob Faibussowitsch struct real_type<PetscScalar> { 5730e6b6b59SJacob Faibussowitsch using type = PetscReal; 5740e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 5750e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5760e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace detail 5770e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5780e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 5790e6b6b59SJacob Faibussowitsch struct SegmentedMemoryPoolAllocatorBase { 5800e6b6b59SJacob Faibussowitsch using value_type = T; 5810e6b6b59SJacob Faibussowitsch using size_type = std::size_t; 5820e6b6b59SJacob Faibussowitsch using real_value_type = typename detail::real_type<T>::type; 5830e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5840e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 5850e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static PetscErrorCode allocate(value_type **, size_type, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 5860e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 5870e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static PetscErrorCode deallocate(value_type *, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 5880e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 5890e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static PetscErrorCode zero(value_type *, size_type, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 5900e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 5910e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static PetscErrorCode uninitialized_copy(value_type *, const value_type *, size_type, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 5920e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 5930e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD static PetscErrorCode set_canary(value_type *, size_type, const device::StreamBase<U> *) noexcept; 5940e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 5950e6b6b59SJacob Faibussowitsch 5960e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 5970e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 598*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<T>::allocate(value_type **ptr, size_type n, const device::StreamBase<U> *) noexcept 599*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 6000e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6010e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscMalloc1(n, ptr)); 6020e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 6030e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 6040e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6050e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 6060e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 607*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<T>::deallocate(value_type *ptr, const device::StreamBase<U> *) noexcept 608*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 6090e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6100e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscFree(ptr)); 6110e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 6120e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 6130e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6140e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 6150e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 616*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<T>::zero(value_type *ptr, size_type n, const device::StreamBase<U> *) noexcept 617*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 6180e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6190e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscArrayzero(ptr, n)); 6200e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 6210e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 6220e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6230e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 6240e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 625*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<T>::uninitialized_copy(value_type *dest, const value_type *src, size_type n, const device::StreamBase<U> *) noexcept 626*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 6270e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6280e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscArraycpy(dest, src, n)); 6290e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 6300e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 6310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6320e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename T> 6330e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename U> 634*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<T>::set_canary(value_type *ptr, size_type n, const device::StreamBase<U> *) noexcept 635*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 6360e6b6b59SJacob Faibussowitsch using limit_type = std::numeric_limits<real_value_type>; 6370e6b6b59SJacob Faibussowitsch constexpr value_type canary = limit_type::has_signaling_NaN ? limit_type::signaling_NaN() : limit_type::max(); 6380e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6390e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6400e6b6b59SJacob Faibussowitsch for (size_type i = 0; i < n; ++i) ptr[i] = canary; 6410e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 6420e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 6430e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6440e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace impl 6450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6460e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 6470e6b6b59SJacob Faibussowitsch // SegmentedMemoryPool 6486797ed33SJacob Faibussowitsch // 6496797ed33SJacob Faibussowitsch // Stream-aware async memory allocator. Holds a list of memory "blocks" which each control an 6506797ed33SJacob Faibussowitsch // allocated buffer. This buffer is further split into memory "chunks" which control 6516797ed33SJacob Faibussowitsch // consecutive, non-overlapping regions of the block. Chunks may be in 1 of 2 states: 6526797ed33SJacob Faibussowitsch // 6536797ed33SJacob Faibussowitsch // 1. Open: 6546797ed33SJacob Faibussowitsch // The chunk is free to be claimed by the next suitable allocation request. If the 6556797ed33SJacob Faibussowitsch // allocation request is made on the same stream as the chunk was deallocated on, no 6566797ed33SJacob Faibussowitsch // serialization needs to occur. If not, the allocating stream must wait for the 6576797ed33SJacob Faibussowitsch // event. Claiming the chunk "closes" the chunk. 6586797ed33SJacob Faibussowitsch // 6596797ed33SJacob Faibussowitsch // 2. Closed: 6606797ed33SJacob Faibussowitsch // The chunk has been claimed by an allocation request. It cannot be opened again until it 6616797ed33SJacob Faibussowitsch // is deallocated; doing so "opens" the chunk. 6626797ed33SJacob Faibussowitsch // 6636797ed33SJacob Faibussowitsch // Note that there does not need to be a chunk for every region, chunks are created to satisfy 6646797ed33SJacob Faibussowitsch // an allocation request. 6656797ed33SJacob Faibussowitsch // 6666797ed33SJacob Faibussowitsch // Thus there is usually a region of "unallocated" memory at the end of the buffer, which may 6676797ed33SJacob Faibussowitsch // be claimed by a newly created chunk if existing chunks cannot satisfy the allocation 6686797ed33SJacob Faibussowitsch // request. This region exists _only_ at the end, as there are no gaps between chunks. 6696797ed33SJacob Faibussowitsch // 6706797ed33SJacob Faibussowitsch // 6716797ed33SJacob Faibussowitsch // |----------------------------------------------------------------------------------------- 6726797ed33SJacob Faibussowitsch // | SegmentedMemoryPool 6736797ed33SJacob Faibussowitsch // | 6746797ed33SJacob Faibussowitsch // | ||-------------|| 6756797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || ------------------------------------------------------------------- 6766797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || | AAAAAAAAAAAAAABBBBBBBCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCDDDDDDDDDDDDDXXXXXXXX... 6776797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || | | | | | | 6786797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || | x-----x-------x-----xx---------x---------x------x-----x 6796797ed33SJacob Faibussowitsch // | || MemoryBlock || -> | ------|-------------|----------|----------------|-------- 6806797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || | | MemoryChunk | MemoryChunk | MemoryChunk | MemoryChunk | 6816797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || | --------------------------------------------------------- 6826797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || ------------------------------------------------------------------- 6836797ed33SJacob Faibussowitsch // | ||-------------|| 6846797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || 6856797ed33SJacob Faibussowitsch // | || ... || 6866797ed33SJacob Faibussowitsch // | || || 6870e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 6880e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6890e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType = device::DefaultStream, typename AllocType = impl::SegmentedMemoryPoolAllocatorBase<MemType>, std::size_t DefaultChunkSize = 256> 6900e6b6b59SJacob Faibussowitsch class SegmentedMemoryPool; 6910e6b6b59SJacob Faibussowitsch 6920e6b6b59SJacob Faibussowitsch // The actual memory pool class. It is in essence just a wrapper for a list of MemoryBlocks. 6930e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 6940e6b6b59SJacob Faibussowitsch class SegmentedMemoryPool : public RegisterFinalizeable<SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>> { 6950e6b6b59SJacob Faibussowitsch public: 6960e6b6b59SJacob Faibussowitsch using value_type = MemType; 6970e6b6b59SJacob Faibussowitsch using stream_type = StreamType; 6980e6b6b59SJacob Faibussowitsch using allocator_type = AllocType; 6990e6b6b59SJacob Faibussowitsch using block_type = impl::MemoryBlock<value_type, allocator_type, stream_type>; 7000e6b6b59SJacob Faibussowitsch using pool_type = std::deque<block_type>; 7010e6b6b59SJacob Faibussowitsch using size_type = typename block_type::size_type; 7020e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7030e6b6b59SJacob Faibussowitsch explicit SegmentedMemoryPool(AllocType = AllocType{}, std::size_t = DefaultChunkSize) noexcept(std::is_nothrow_default_constructible<pool_type>::value); 7040e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7056797ed33SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode allocate(PetscInt, value_type **, const stream_type *, size_type = std::alignment_of<MemType>::value) noexcept; 7060e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode deallocate(value_type **, const stream_type *) noexcept; 7070e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode reallocate(PetscInt, value_type **, const stream_type *) noexcept; 7080e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7090e6b6b59SJacob Faibussowitsch private: 7100e6b6b59SJacob Faibussowitsch pool_type pool_; 7110e6b6b59SJacob Faibussowitsch allocator_type allocator_; 7120e6b6b59SJacob Faibussowitsch size_type chunk_size_; 7130e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7140e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode make_block_(size_type, const stream_type *) noexcept; 7150e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7160e6b6b59SJacob Faibussowitsch friend class RegisterFinalizeable<SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>>; 7170e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode register_finalize_(const stream_type *) noexcept; 7180e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode finalize_() noexcept; 7196797ed33SJacob Faibussowitsch 7206797ed33SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode allocate_(size_type, value_type **, const stream_type *) noexcept; 7210e6b6b59SJacob Faibussowitsch }; 7220e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7230e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 7240e6b6b59SJacob Faibussowitsch // SegmentedMemoryPool - Private API 7250e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 7260e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7270e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 728*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::make_block_(size_type size, const stream_type *stream) noexcept 729*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 7300e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto block_size = std::max(size, chunk_size_); 7310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7320e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 7330e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallCXX(pool_.emplace_back(&allocator_, block_size, stream)); 7340e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscInfo(nullptr, "Allocated new block of size %zu, total %zu blocks\n", block_size, pool_.size())); 7350e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 7360e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 7370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7380e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 739*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::register_finalize_(const stream_type *stream) noexcept 740*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 7410e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 7420e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(make_block_(chunk_size_, stream)); 7430e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 7440e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 7450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7460e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 747*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::finalize_() noexcept 748*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 7490e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 7500e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCallCXX(pool_.clear()); 7510e6b6b59SJacob Faibussowitsch chunk_size_ = DefaultChunkSize; 7520e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 7530e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 7540e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7556797ed33SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 756*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::allocate_(size_type size, value_type **ptr, const stream_type *stream) noexcept 757*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 7586797ed33SJacob Faibussowitsch auto found = false; 7596797ed33SJacob Faibussowitsch 7606797ed33SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 7616797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(this->register_finalize(PETSC_COMM_SELF, stream)); 7626797ed33SJacob Faibussowitsch for (auto &block : pool_) { 7636797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(block.try_allocate_chunk(size, ptr, stream, &found)); 7646797ed33SJacob Faibussowitsch if (PetscLikely(found)) PetscFunctionReturn(0); 7656797ed33SJacob Faibussowitsch } 7666797ed33SJacob Faibussowitsch 7676797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscInfo(nullptr, "Could not find an open block in the pool (%zu blocks) (requested size %zu), allocating new block\n", pool_.size(), size)); 7686797ed33SJacob Faibussowitsch // if we are here we couldn't find an open block in the pool, so make a new block 7696797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(make_block_(size, stream)); 7706797ed33SJacob Faibussowitsch // and assign it 7716797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(pool_.back().try_allocate_chunk(size, ptr, stream, &found)); 7726797ed33SJacob Faibussowitsch PetscAssert(found, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_MEM, "Failed to get a suitable memory chunk (of size %zu) from newly allocated memory block (size %zu)", size, pool_.back().size()); 7736797ed33SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 7746797ed33SJacob Faibussowitsch } 7756797ed33SJacob Faibussowitsch 7760e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 7770e6b6b59SJacob Faibussowitsch // SegmentedMemoryPool - Public API 7780e6b6b59SJacob Faibussowitsch // ========================================================================================== 7790e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7800e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 781*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::SegmentedMemoryPool(AllocType alloc, std::size_t size) noexcept(std::is_nothrow_default_constructible<pool_type>::value) : allocator_(std::move(alloc)), chunk_size_(size) 782*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 783*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch } 7840e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7850e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 7860e6b6b59SJacob Faibussowitsch SegmentedMemoryPool::allocate - get an allocation from the memory pool 7870e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7880e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 7890e6b6b59SJacob Faibussowitsch + req_size - size (in elements) to get 7900e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - the pointer to hold the allocation 7910e6b6b59SJacob Faibussowitsch - stream - the stream on which to get the allocation 7920e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7930e6b6b59SJacob Faibussowitsch Output Parameter: 7940e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - the pointer holding the allocation 7950e6b6b59SJacob Faibussowitsch 7960e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 7970e6b6b59SJacob Faibussowitsch req_size cannot be negative. If req_size if zero, ptr is set to nullptr 7980e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 7990e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 800*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::allocate(PetscInt req_size, value_type **ptr, const stream_type *stream, size_type alignment) noexcept 801*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 8026797ed33SJacob Faibussowitsch value_type *ret_ptr = nullptr; 8030e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8040e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 8050e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(req_size >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Requested memory amount (%" PetscInt_FMT ") must be >= 0", req_size); 8060e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(ptr, 2); 8070e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(stream, 3); 8086797ed33SJacob Faibussowitsch if (req_size) { 8096797ed33SJacob Faibussowitsch const auto size = static_cast<size_type>(req_size); 8106797ed33SJacob Faibussowitsch auto aligned_size = alignment == alignof(char) ? size : size + alignment; 8116797ed33SJacob Faibussowitsch void *vptr = nullptr; 8120e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8136797ed33SJacob Faibussowitsch PetscCall(allocate_(aligned_size, &ret_ptr, stream)); 8146797ed33SJacob Faibussowitsch vptr = ret_ptr; 8156797ed33SJacob Faibussowitsch std::align(alignment, size, vptr, aligned_size); 8166797ed33SJacob Faibussowitsch ret_ptr = reinterpret_cast<value_type *>(vptr); 8176797ed33SJacob Faibussowitsch // sets memory to NaN or infinity depending on the type to catch out uninitialized memory 8186797ed33SJacob Faibussowitsch // accesses. 8196797ed33SJacob Faibussowitsch if (PetscDefined(USE_DEBUG)) PetscCall(allocator_.set_canary(ret_ptr, size, stream)); 8206797ed33SJacob Faibussowitsch } 8216797ed33SJacob Faibussowitsch *ptr = ret_ptr; 8220e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 8230e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 8240e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8250e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 8260e6b6b59SJacob Faibussowitsch SegmentedMemoryPool::deallocate - release a pointer back to the memory pool 8270e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8280e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 8290e6b6b59SJacob Faibussowitsch + ptr - the pointer to release 8300e6b6b59SJacob Faibussowitsch - stream - the stream to release it on 8310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8320e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 8330e6b6b59SJacob Faibussowitsch If ptr is not owned by the pool it is unchanged. 8340e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 8350e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 836*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::deallocate(value_type **ptr, const stream_type *stream) noexcept 837*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 8380e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 8390e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(ptr, 1); 8400e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(stream, 2); 8410e6b6b59SJacob Faibussowitsch // nobody owns a nullptr, and if they do then they have bigger problems 8420e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (!*ptr) PetscFunctionReturn(0); 8430e6b6b59SJacob Faibussowitsch for (auto &block : pool_) { 8440e6b6b59SJacob Faibussowitsch auto found = false; 8450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8460e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(block.try_deallocate_chunk(ptr, stream, &found)); 8470e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (PetscLikely(found)) break; 8480e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 8490e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 8500e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 8510e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8520e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* 8530e6b6b59SJacob Faibussowitsch SegmentedMemoryPool::reallocate - Resize an allocated buffer 8540e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8550e6b6b59SJacob Faibussowitsch Input Parameters: 8560e6b6b59SJacob Faibussowitsch + new_req_size - the new buffer size 8570e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - pointer to the buffer 8580e6b6b59SJacob Faibussowitsch - stream - stream to resize with 8590e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8600e6b6b59SJacob Faibussowitsch Ouput Parameter: 8610e6b6b59SJacob Faibussowitsch . ptr - pointer to the new region 8620e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8630e6b6b59SJacob Faibussowitsch Notes: 8640e6b6b59SJacob Faibussowitsch ptr must have been allocated by the pool. 8650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8660e6b6b59SJacob Faibussowitsch It's OK to shrink the buffer, even down to 0 (in which case it is just deallocated). 8670e6b6b59SJacob Faibussowitsch */ 8680e6b6b59SJacob Faibussowitsch template <typename MemType, typename StreamType, typename AllocType, std::size_t DefaultChunkSize> 869*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch inline PetscErrorCode SegmentedMemoryPool<MemType, StreamType, AllocType, DefaultChunkSize>::reallocate(PetscInt new_req_size, value_type **ptr, const stream_type *stream) noexcept 870*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch { 8710e6b6b59SJacob Faibussowitsch using chunk_type = typename block_type::chunk_type; 8720e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8730e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto new_size = static_cast<size_type>(new_req_size); 8740e6b6b59SJacob Faibussowitsch const auto old_ptr = *ptr; 8750e6b6b59SJacob Faibussowitsch chunk_type *chunk = nullptr; 8760e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8770e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 8780e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(new_req_size >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Requested memory amount (%" PetscInt_FMT ") must be >= 0", new_req_size); 8790e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(ptr, 2); 8800e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscValidPointer(stream, 3); 8810e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8820e6b6b59SJacob Faibussowitsch // if reallocating to zero, just free 8830e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(new_size == 0)) { 8840e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(deallocate(ptr, stream)); 8850e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 8860e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 8870e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8880e6b6b59SJacob Faibussowitsch // search the blocks for the owning chunk 8890e6b6b59SJacob Faibussowitsch for (auto &block : pool_) { 8900e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(block.try_find_chunk(old_ptr, &chunk)); 8910e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (chunk) break; // found 8920e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 8930e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscAssert(chunk, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONG, "Memory pool does not own %p, so cannot reallocate it", *ptr); 8940e6b6b59SJacob Faibussowitsch 8950e6b6b59SJacob Faibussowitsch if (chunk->capacity() < new_size) { 8960e6b6b59SJacob Faibussowitsch // chunk does not have enough room, need to grab a fresh chunk and copy to it 8970e6b6b59SJacob Faibussowitsch *ptr = nullptr; 8980e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(chunk->release(stream)); 8990e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(allocate(new_size, ptr, stream)); 9000e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(allocator_.uninitialized_copy(*ptr, old_ptr, new_size, stream)); 9010e6b6b59SJacob Faibussowitsch } else { 9020e6b6b59SJacob Faibussowitsch // chunk had enough room we can simply grow (or shrink) to fit the new size 9030e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscCall(chunk->resize(new_size)); 9040e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 9050e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 9060e6b6b59SJacob Faibussowitsch } 9070e6b6b59SJacob Faibussowitsch 9080e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace memory 9090e6b6b59SJacob Faibussowitsch 9100e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc 9110e6b6b59SJacob Faibussowitsch 9120e6b6b59SJacob Faibussowitsch #endif // PETSC_SEGMENTEDMEMPOOL_HPP 913