xref: /petsc/src/sys/objects/device/interface/dcontext.cxx (revision 6a4a1270853b5b1995c94de98f44d28bec57470a)
10e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include "petscdevice_interface_internal.hpp" /*I <petscdevice.h> I*/
20e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/viewerimpl.h>         // _p_PetscViewer for PetscObjectCast()
3030f984aSJacob Faibussowitsch 
40e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/object_pool.hpp>
50e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/utility.hpp>
60e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/array.hpp>
7a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
80e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <vector>
90e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <string> // std::to_string among other things
10a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
11030f984aSJacob Faibussowitsch /* Define the allocator */
120e6b6b59SJacob Faibussowitsch class PetscDeviceContextAllocator : public Petsc::AllocatorBase<PetscDeviceContext> {
130e6b6b59SJacob Faibussowitsch public:
140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode create(PetscDeviceContext *dctx)) {
15030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
160e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscHeaderCreate(*dctx, PETSC_DEVICE_CONTEXT_CLASSID, "PetscDeviceContext", "PetscDeviceContext", "Sys", PETSC_COMM_SELF, PetscDeviceContextDestroy, PetscDeviceContextView));
170e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCallCXX(PetscObjectCast(*dctx)->cpp = new CxxData());
180e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(reset(*dctx, false));
19030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
20030f984aSJacob Faibussowitsch   }
21030f984aSJacob Faibussowitsch 
220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode destroy(PetscDeviceContext dctx)) {
23030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
24bf025ffbSJacob Faibussowitsch     PetscAssert(!dctx->numChildren, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE, "Device context still has %" PetscInt_FMT " un-joined children, must call PetscDeviceContextJoin() with all children before destroying", dctx->numChildren);
25dbbe0bcdSBarry Smith     PetscTryTypeMethod(dctx, destroy);
269566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
279566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscFree(dctx->childIDs));
280e6b6b59SJacob Faibussowitsch     delete CxxDataCast(dctx);
290e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscHeaderDestroy(&dctx));
30030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
31030f984aSJacob Faibussowitsch   }
32030f984aSJacob Faibussowitsch 
330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode reset(PetscDeviceContext dctx, bool zero = true)) {
34030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
350e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (zero) {
360e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // reset the device if the user set it
370e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (auto &userset = dctx->usersetdevice) {
380e6b6b59SJacob Faibussowitsch         userset = PETSC_FALSE;
390e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscTryTypeMethod(dctx, destroy);
400e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
410e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscArrayzero(dctx->ops, 1));
420e6b6b59SJacob Faibussowitsch         dctx->data = nullptr;
430e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
440e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscHeaderReset_Internal(PetscObjectCast(dctx)));
45030f984aSJacob Faibussowitsch       dctx->numChildren = 0;
460e6b6b59SJacob Faibussowitsch       dctx->setup       = PETSC_FALSE;
470e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // don't deallocate the child array, rather just zero it out
480e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscArrayzero(dctx->childIDs, dctx->maxNumChildren));
490e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(CxxDataCast(dctx)->clear());
500e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
51030f984aSJacob Faibussowitsch     dctx->streamType = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
52030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
53030f984aSJacob Faibussowitsch   }
54030f984aSJacob Faibussowitsch };
55030f984aSJacob Faibussowitsch 
56030f984aSJacob Faibussowitsch static Petsc::ObjectPool<PetscDeviceContext, PetscDeviceContextAllocator> contextPool;
57030f984aSJacob Faibussowitsch 
58030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
59811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextCreate - Creates a `PetscDeviceContext`
60030f984aSJacob Faibussowitsch 
610e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
62030f984aSJacob Faibussowitsch 
6301d2d390SJose E. Roman   Output Paramemter:
64811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
65030f984aSJacob Faibussowitsch 
66811af0c4SBarry Smith   Note:
67030f984aSJacob Faibussowitsch   Unlike almost every other PETSc class it is advised that most users use
680e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContextDuplicate()` rather than this routine to create new contexts. Contexts of
690e6b6b59SJacob Faibussowitsch   different types are incompatible with one another; using `PetscDeviceContextDuplicate()`
700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   ensures compatible types.
710e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
730e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
740e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
750e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   |= CALL =| - dctx ->
770e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
78030f984aSJacob Faibussowitsch 
79030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
80030f984aSJacob Faibussowitsch 
810e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
820e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
83db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextDuplicate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
84db781477SPatrick Sanan `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextSetUp()`,
850e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetFromOptions()`, `PetscDeviceContextView()`, `PetscDeviceContextDestroy()`
86030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
879371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextCreate(PetscDeviceContext *dctx) {
88030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
89030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
909566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceInitializePackage());
91*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Create, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
920e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(contextPool.allocate(dctx));
93*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Create, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
94030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
95030f984aSJacob Faibussowitsch }
96030f984aSJacob Faibussowitsch 
97030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
98811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextDestroy - Frees a `PetscDeviceContext`
99030f984aSJacob Faibussowitsch 
1000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
101030f984aSJacob Faibussowitsch 
102030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
103811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
104030f984aSJacob Faibussowitsch 
1050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
1060e6b6b59SJacob Faibussowitsch   No implicit synchronization occurs due to this routine, all resources are released completely
1070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   asynchronously w.r.t. the host. If one needs to guarantee access to the data produced on
1080e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx`'s stream the user is responsible for calling `PetscDeviceContextSynchronize()` before
1090e6b6b59SJacob Faibussowitsch   calling this routine.
110030f984aSJacob Faibussowitsch 
1110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG represetation:
1120e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
1130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
1140e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1150e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =|
1160e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
1170e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1180e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Developer Notes:
1190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx` is never actually "destroyed" in the classical sense. It is returned to an ever
1200e6b6b59SJacob Faibussowitsch   growing pool of `PetscDeviceContext`s. There are currently no limits on the size of the pool,
1210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   this should perhaps be implemented.
122030f984aSJacob Faibussowitsch 
123030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
124030f984aSJacob Faibussowitsch 
1250e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
1260e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1270e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
1280e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetUp()`, `PetscDeviceContextSynchronize()`
129030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
1309371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextDestroy(PetscDeviceContext *dctx) {
131030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
133030f984aSJacob Faibussowitsch   if (!*dctx) PetscFunctionReturn(0);
134*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Destroy, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
1350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (--(PetscObjectCast(*dctx)->refct) <= 0) {
1360e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextCheckNotOrphaned_Internal(*dctx));
1370e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // std::move of the expression of the trivially-copyable type 'PetscDeviceContext' (aka
1380e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // '_n_PetscDeviceContext *') has no effect; remove std::move() [performance-move-const-arg]
1390e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // can't remove std::move, since reclaim only takes r-value reference
1400e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(contextPool.deallocate(std::move(*dctx))); // NOLINT (performance-move-const-arg)
1410e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
142*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Destroy, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
143bf025ffbSJacob Faibussowitsch   *dctx = nullptr;
144030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
145030f984aSJacob Faibussowitsch }
146030f984aSJacob Faibussowitsch 
147030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
1480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSetStreamType - Set the implementation type of the underlying stream for a
1490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext`
150030f984aSJacob Faibussowitsch 
1510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
152030f984aSJacob Faibussowitsch 
15301d2d390SJose E. Roman   Input Parameters:
154811af0c4SBarry Smith + dctx - The `PetscDeviceContext`
155811af0c4SBarry Smith - type - The `PetscStreamType`
156030f984aSJacob Faibussowitsch 
157030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
158811af0c4SBarry Smith   See `PetscStreamType` in `include/petscdevicetypes.h` for more information on the available
1590e6b6b59SJacob Faibussowitsch   types and their interactions. If the `PetscDeviceContext` was previously set up and stream
160811af0c4SBarry Smith   type was changed, you must call `PetscDeviceContextSetUp()` again after this routine.
161030f984aSJacob Faibussowitsch 
1620e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
163030f984aSJacob Faibussowitsch 
1640e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscStreamType`, `PetscDeviceContextGetStreamType()`, `PetscDeviceContextCreate()`,
1650e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetUp()`, `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
166030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
1679371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextSetStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType type) {
168030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1690e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not use getoptionalnullcontext here since we do not want the user to change the stream
1700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // type
171030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 1);
172030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidStreamType(type, 2);
1730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // only need to do complex swapping if the object has already been setup
174030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup && (dctx->streamType != type)) {
175030f984aSJacob Faibussowitsch     dctx->setup = PETSC_FALSE;
176*6a4a1270SPierre Jolivet     PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_ChangeStream, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
1770e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscUseTypeMethod(dctx, changestreamtype, type);
178*6a4a1270SPierre Jolivet     PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_ChangeStream, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
179030f984aSJacob Faibussowitsch   }
180030f984aSJacob Faibussowitsch   dctx->streamType = type;
181030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
182030f984aSJacob Faibussowitsch }
183030f984aSJacob Faibussowitsch 
184030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
1850e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetStreamType - Get the implementation type of the underlying stream for a
1860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext`
187030f984aSJacob Faibussowitsch 
1880e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
189030f984aSJacob Faibussowitsch 
19001d2d390SJose E. Roman   Input Parameter:
191811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
192030f984aSJacob Faibussowitsch 
193030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
194811af0c4SBarry Smith . type - The `PetscStreamType`
195030f984aSJacob Faibussowitsch 
1960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
1970e6b6b59SJacob Faibussowitsch   See `PetscStreamType` in `include/petscdevicetypes.h` for more information on the available
1980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   types and their interactions
199030f984aSJacob Faibussowitsch 
2000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
201030f984aSJacob Faibussowitsch 
2020e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextCreate()`,
2030e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
204030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
2059371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextGetStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType *type) {
206030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
208030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(type, 2);
209030f984aSJacob Faibussowitsch   *type = dctx->streamType;
210030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
211030f984aSJacob Faibussowitsch }
212030f984aSJacob Faibussowitsch 
2130e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*
2140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Actual function to set the device.
215030f984aSJacob Faibussowitsch 
2160e6b6b59SJacob Faibussowitsch   1. Repeatedly destroying and recreating internal data structures (like streams and events)
2170e6b6b59SJacob Faibussowitsch      for recycled PetscDeviceContexts is not free. If done often, it does add up.
2180e6b6b59SJacob Faibussowitsch   2. The vast majority of PetscDeviceContexts are created by PETSc either as children or
2190e6b6b59SJacob Faibussowitsch      default contexts. The default contexts *never* change type, and the chilren are extremely
2200e6b6b59SJacob Faibussowitsch      unlikely to (chances are if you fork once, you will fork again very soon).
2210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   3. The only time this calculus changes is if the user themselves sets the device type. In
2220e6b6b59SJacob Faibussowitsch      this case we do not know what the user has changed, so must always wipe the slate clean.
2230e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Thus we need to keep track whether the user explicitly sets the device contexts device.
2250e6b6b59SJacob Faibussowitsch */
2260e6b6b59SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDevice_Private(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice device, PetscBool user_set) {
2270e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not use getoptionalnullcontext here since we do not want the user to change its device
2290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 1);
2300e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDevice(device, 2);
2310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->device && (dctx->device->id == device->id)) PetscFunctionReturn(0);
232*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_SetDevice, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
2330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto destroy = dctx->ops->destroy) PetscCall((*destroy)(dctx));
2340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
2350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMemzero(dctx->ops, sizeof(*dctx->ops)));
2360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall((*device->ops->createcontext)(dctx));
237*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_SetDevice, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
2380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceReference_Internal(device));
2390e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->device        = device;
2400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->setup         = PETSC_FALSE;
2410e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->usersetdevice = user_set;
2420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
2430e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
2440e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2450e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceType type) {
2460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice device;
2470e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetDefaultForType_Internal(type, &device));
2500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(dctx, device, PETSC_FALSE));
2510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
2520e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
2530e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2540e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
2550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSetDevice - Set the underlying `PetscDevice` for a `PetscDeviceContext`
2560e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
258030f984aSJacob Faibussowitsch 
25901d2d390SJose E. Roman   Input Parameters:
260811af0c4SBarry Smith + dctx   - The `PetscDeviceContext`
261811af0c4SBarry Smith - device - The `PetscDevice`
262030f984aSJacob Faibussowitsch 
263030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
2640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is effectively `PetscDeviceContext`'s "set-type" (so every `PetscDeviceContext` must
2650e6b6b59SJacob Faibussowitsch   also have an attached `PetscDevice`). Unlike the usual set-type semantics, it is not stricly
2660e6b6b59SJacob Faibussowitsch   necessary to set a contexts device to enable usage, any created `PetscDeviceContext`s will
2670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   always come equipped with the "default" device.
268030f984aSJacob Faibussowitsch 
2690e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is a no-op if `device` is already attached to `dctx`.
270a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
2710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine may (but is very unlikely to) initialize the backend device and may incur
2720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   synchronization.
2735181c4f9SJacob Faibussowitsch 
274030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
275030f984aSJacob Faibussowitsch 
2760e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceCreate()`, `PetscDeviceConfigure()`, `PetscDeviceContextGetDevice()`,
2770e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextGetDeviceType()`
278030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
2799371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDevice(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice device) {
280030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(dctx, device, PETSC_TRUE));
282030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
283030f984aSJacob Faibussowitsch }
284030f984aSJacob Faibussowitsch 
285030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
286811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextGetDevice - Get the underlying `PetscDevice` for a `PetscDeviceContext`
287030f984aSJacob Faibussowitsch 
2880e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
289030f984aSJacob Faibussowitsch 
290030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
291811af0c4SBarry Smith . dctx - the `PetscDeviceContext`
292030f984aSJacob Faibussowitsch 
293030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
294811af0c4SBarry Smith . device - The `PetscDevice`
295030f984aSJacob Faibussowitsch 
2960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
297811af0c4SBarry Smith   This is a borrowed reference, the user should not destroy `device`.
298030f984aSJacob Faibussowitsch 
299a375dbeeSPatrick Sanan   Level: intermediate
300a375dbeeSPatrick Sanan 
3010e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetDevice()`, `PetscDevice`, `PetscDeviceContextGetDeviceType()`
302030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
3039371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextGetDevice(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice *device) {
304030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
306030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(device, 2);
3070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(dctx->device, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE, "PetscDeviceContext %" PetscInt64_FMT " has no attached PetscDevice to get", PetscObjectCast(dctx)->id);
308030f984aSJacob Faibussowitsch   *device = dctx->device;
309030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
310030f984aSJacob Faibussowitsch }
311030f984aSJacob Faibussowitsch 
312030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
3130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetDeviceType - Get the `PetscDeviceType` for a `PetscDeviceContext`
3140e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3150e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
3160e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
3180e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dctx - The `PetscDeviceContext`
3190e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3200e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
3210e6b6b59SJacob Faibussowitsch . type - The `PetscDeviceType`
3220e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
3240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is a convenience shorthand for `PetscDeviceContextGetDevice()` ->
3250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceGetType()`.
3260e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3270e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
3280e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3290e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceType`, `PetscDeviceContextGetDevice()`, `PetscDeviceGetType()`, `PetscDevice`
3300e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
3310e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetDeviceType(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceType *type) {
3320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice device = nullptr;
3330e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
3360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(type, 2);
3370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetDevice(dctx, &device));
3380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetType(device, type));
3390e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
3400e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
3410e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3420e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
343811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextSetUp - Prepares a `PetscDeviceContext` for use
344030f984aSJacob Faibussowitsch 
3450e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
346030f984aSJacob Faibussowitsch 
34701d2d390SJose E. Roman   Input Parameter:
348811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
349030f984aSJacob Faibussowitsch 
3500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Developer Notes:
3510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is usually the stage where a `PetscDeviceContext` acquires device-side data
3520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   structures such as streams, events, and (possibly) handles.
353030f984aSJacob Faibussowitsch 
354030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
355030f984aSJacob Faibussowitsch 
3560e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
3570e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextDestroy()`, `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
358030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
3599371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextSetUp(PetscDeviceContext dctx) {
360030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3610e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
362030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup) PetscFunctionReturn(0);
3630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (!dctx->device) {
3640e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto default_dtype = PETSC_DEVICE_DEFAULT();
3650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3660e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscInfo(dctx, "PetscDeviceContext %" PetscInt64_FMT " did not have an explicitly attached PetscDevice, using default with type %s\n", PetscObjectCast(dctx)->id, PetscDeviceTypes[default_dtype]));
3670e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(dctx, default_dtype));
3680e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
369*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_SetUp, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
370dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctx, setup);
371*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_SetUp, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
372030f984aSJacob Faibussowitsch   dctx->setup = PETSC_TRUE;
373030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
374030f984aSJacob Faibussowitsch }
375030f984aSJacob Faibussowitsch 
3760e6b6b59SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextDuplicate_Private(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType stype, PetscDeviceContext *dctxdup) {
3770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
378*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Duplicate, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
3790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextCreate(dctxdup));
3800e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(*dctxdup, stype));
3810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(*dctxdup, device, dctx->usersetdevice));
3820e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(*dctxdup));
383*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Duplicate, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
3840e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
3850e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
3860e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
387030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
388811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextDuplicate - Duplicates a `PetscDeviceContext` object
389030f984aSJacob Faibussowitsch 
3900e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
391030f984aSJacob Faibussowitsch 
392030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
393811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext` to duplicate
394030f984aSJacob Faibussowitsch 
3956aad120cSJose E. Roman   Output Parameter:
396811af0c4SBarry Smith . dctxdup - The duplicated `PetscDeviceContext`
397030f984aSJacob Faibussowitsch 
3980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
3990e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This is a shorthand method for creating a `PetscDeviceContext` with the exact same settings as
4000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   another. Note however that `dctxdup` does not share any of the underlying data with `dctx`,
4010e6b6b59SJacob Faibussowitsch   (including its current stream-state) they are completely separate objects.
4020e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   There is no implied ordering between `dctx` or `dctxdup`.
4040e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
4060e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
4070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
4080e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4090e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| - dctx ---->
4100e6b6b59SJacob Faibussowitsch                        - dctxdup ->
4110e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
412030f984aSJacob Faibussowitsch 
413030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
414030f984aSJacob Faibussowitsch 
4150e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
4160e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetStreamType()`
417030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
4189371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextDuplicate(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceContext *dctxdup) {
4190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
420030f984aSJacob Faibussowitsch 
421030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
4220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
423030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctxdup, 2);
4240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
4250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextDuplicate_Private(dctx, stype, dctxdup));
426030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
427030f984aSJacob Faibussowitsch }
428030f984aSJacob Faibussowitsch 
429030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
430811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextQueryIdle - Returns whether or not a `PetscDeviceContext` is idle
431030f984aSJacob Faibussowitsch 
4320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
433030f984aSJacob Faibussowitsch 
434030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
4350e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dctx - The `PetscDeviceContext`
436030f984aSJacob Faibussowitsch 
437030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
4380e6b6b59SJacob Faibussowitsch . idle - `PETSC_TRUE` if `dctx` has NO work, `PETSC_FALSE` if it has work
439030f984aSJacob Faibussowitsch 
440811af0c4SBarry Smith   Note:
441ef657721SJacob Faibussowitsch   This routine only refers a singular context and does NOT take any of its children into
4420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   account. That is, if `dctx` is idle but has dependents who do have work this routine still
443811af0c4SBarry Smith   returns `PETSC_TRUE`.
444030f984aSJacob Faibussowitsch 
445030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
446030f984aSJacob Faibussowitsch 
447db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextWaitForContext()`, `PetscDeviceContextFork()`
448030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
4499371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextQueryIdle(PetscDeviceContext dctx, PetscBool *idle) {
450030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
4510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
452030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidBoolPointer(idle, 2);
453*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_QueryIdle, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
454dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctx, query, idle);
455*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_QueryIdle, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
4560e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInfo(dctx, "PetscDeviceContext ('%s', id %" PetscInt64_FMT ") %s idle\n", PetscObjectCast(dctx)->name ? PetscObjectCast(dctx)->name : "unnamed", PetscObjectCast(dctx)->id, *idle ? "was" : "was not"));
457030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
458030f984aSJacob Faibussowitsch }
459030f984aSJacob Faibussowitsch 
460030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
461030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextWaitForContext - Make one context wait for another context to finish
462030f984aSJacob Faibussowitsch 
4630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
464030f984aSJacob Faibussowitsch 
465030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
466811af0c4SBarry Smith + dctxa - The `PetscDeviceContext` object that is waiting
467811af0c4SBarry Smith - dctxb - The `PetscDeviceContext` object that is being waited on
468030f984aSJacob Faibussowitsch 
469030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
4700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Serializes two `PetscDeviceContext`s. Serialization is performed asynchronously; the host
4710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   does not wait for the serialization to actually occur.
472811af0c4SBarry Smith 
4730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine uses only the state of `dctxb` at the moment this routine was called, so any
4740e6b6b59SJacob Faibussowitsch   future work queued will not affect `dctxa`. It is safe to pass the same context to both
4750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   arguments (in which case this routine does nothing).
4760e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
4780e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
4790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
4800e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctxa ---/- |= CALL =| - dctxa ->
4820e6b6b59SJacob Faibussowitsch              /
4830e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctxb -/------------------------>
4840e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
485030f984aSJacob Faibussowitsch 
486030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
487030f984aSJacob Faibussowitsch 
4880e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
4890e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
490db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`, `PetscDeviceContextJoin()`
491030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
4929371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextWaitForContext(PetscDeviceContext dctxa, PetscDeviceContext dctxb) {
4930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscObject aobj;
4940e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
495030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
4960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctxa));
4970e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctxb));
498030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscCheckCompatibleDeviceContexts(dctxa, 1, dctxb, 2);
499030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctxa == dctxb) PetscFunctionReturn(0);
5000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   aobj = PetscObjectCast(dctxa);
501*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_WaitForCtx, dctxa, dctxb, nullptr, nullptr));
502dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctxa, waitforcontext, dctxb);
5030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCallCXX(CxxDataCast(dctxa)->upstream[dctxb] = CxxData::parent_type(dctxb));
504*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_WaitForCtx, dctxa, dctxb, nullptr, nullptr));
5050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInfo(dctxa, "dctx %" PetscInt64_FMT " waiting on dctx %" PetscInt64_FMT "\n", aobj->id, PetscObjectCast(dctxb)->id));
5060e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectStateIncrease(aobj));
507030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
508030f984aSJacob Faibussowitsch }
509030f984aSJacob Faibussowitsch 
5100e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
5110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextForkWithStreamType - Create a set of dependent child contexts from a parent
5120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   context with a prescribed `PetscStreamType`
5130e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
5150e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5160e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
5170e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx  - The parent `PetscDeviceContext`
5180e6b6b59SJacob Faibussowitsch . stype - The prescribed `PetscStreamType`
5190e6b6b59SJacob Faibussowitsch - n     - The number of children to create
5200e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
5220e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dsub - The created child context(s)
5230e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
5250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine creates `n` edges of a DAG from a source node which are causally dependent on the
5260e6b6b59SJacob Faibussowitsch   source node. This causal dependency is established as-if by calling
5270e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContextWaitForContext()` on every child.
5280e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dsub` is allocated by this routine and has its lifetime bounded by `dctx`. That is, `dctx`
5300e6b6b59SJacob Faibussowitsch   expects to free `dsub` (via `PetscDeviceContextJoin()`) before it itself is destroyed.
5310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine only accounts for work queued on `dctx` up until calling this routine, any
5330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   subsequent work enqueued on `dctx` has no effect on `dsub`.
5340e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The `PetscStreamType` of `dctx` does not have to equal `stype`. In fact, it is often the case
5360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   that they are different. This is useful in cases where a routine can locally exploit stream
5370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   parallelism without needing to worry about what stream type the incoming `PetscDeviceContext`
5380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   carries.
5390e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
5410e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
5420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
5430e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5440e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| -\----> dctx ------>
5450e6b6b59SJacob Faibussowitsch                          \---> dsub[0] --->
5460e6b6b59SJacob Faibussowitsch                           \--> ... ------->
5470e6b6b59SJacob Faibussowitsch                            \-> dsub[n-1] ->
5480e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
5490e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
5510e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5520e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
5530e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5540e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextJoin()`, `PetscDeviceContextSynchronize()`,
5550e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextQueryIdle()`, `PetscDeviceContextWaitForContext()`
5560e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
5570e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextForkWithStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType stype, PetscInt n, PetscDeviceContext **dsub) {
5580e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // debugging only
5590e6b6b59SJacob Faibussowitsch   std::string idList;
5600e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto        ninput = n;
5610e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5620e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
5630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
5640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(n >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Number of contexts requested %" PetscInt_FMT " < 0", n);
5650e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dsub, 4);
5660e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *dsub = nullptr;
5670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* reserve 4 chars per id, 2 for number and 2 for ', ' separator */
5680e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) PetscCallCXX(idList.reserve(4 * n));
569*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Fork, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
5700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* update child totals */
5710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->numChildren += n;
5720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* now to find out if we have room */
5730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->numChildren > dctx->maxNumChildren) {
5740e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto numChildren    = dctx->numChildren;
5750e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto      &maxNumChildren = dctx->maxNumChildren;
5760e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto       numAllocated   = numChildren;
5770e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5780e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* no room, either from having too many kids or not having any */
5790e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (auto &childIDs = dctx->childIDs) {
5800e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // the difference is backwards because we have not updated maxNumChildren yet
5810e6b6b59SJacob Faibussowitsch       numAllocated -= maxNumChildren;
5820e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* have existing children, must reallocate them */
5830e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscRealloc(numChildren * sizeof(*childIDs), &childIDs));
5840e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* clear the extra memory since realloc doesn't do it for us */
5850e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscArrayzero(std::next(childIDs, maxNumChildren), numAllocated));
5860e6b6b59SJacob Faibussowitsch     } else {
5870e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* have no children */
5880e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscCalloc1(numChildren, &childIDs));
5890e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
5900e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* update total number of children */
5910e6b6b59SJacob Faibussowitsch     maxNumChildren = numChildren;
5920e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscLogObjectMemory(PetscObjectCast(dctx), numAllocated * sizeof(*(dctx->childIDs))));
5930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
5940e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(n, dsub));
5950e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscLogObjectMemory(PetscObjectCast(dctx), n * sizeof(*dsub)));
5960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   for (PetscInt i = 0; ninput && (i < dctx->numChildren); ++i) {
5970e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto &childID = dctx->childIDs[i];
5980e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* empty child slot */
5990e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (!childID) {
6000e6b6b59SJacob Faibussowitsch       auto &childctx = (*dsub)[i];
6010e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
6020e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* create the child context in the image of its parent */
6030e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextDuplicate_Private(dctx, stype, &childctx));
6040e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext(childctx, dctx));
6050e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* register the child with its parent */
6060e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscObjectGetId(PetscObjectCast(childctx), &childID));
6070e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) {
6080e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCallCXX(idList += std::to_string(childID));
6090e6b6b59SJacob Faibussowitsch         if (ninput != 1) PetscCallCXX(idList += ", ");
6100e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
6110e6b6b59SJacob Faibussowitsch       --ninput;
6120e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
6130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
614*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Fork, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
6150e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDebugInfo(dctx, "Forked %" PetscInt_FMT " children from parent %" PetscInt64_FMT " with IDs: %s\n", n, PetscObjectCast(dctx)->id, idList.c_str()));
6160e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
6170e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
6180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
619030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
620030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextFork - Create a set of dependent child contexts from a parent context
621030f984aSJacob Faibussowitsch 
622030f984aSJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
623030f984aSJacob Faibussowitsch 
624030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
625811af0c4SBarry Smith + dctx - The parent `PetscDeviceContext`
626030f984aSJacob Faibussowitsch - n    - The number of children to create
627030f984aSJacob Faibussowitsch 
628030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
629030f984aSJacob Faibussowitsch . dsub - The created child context(s)
630030f984aSJacob Faibussowitsch 
631030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
6320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Behaves identically to `PetscDeviceContextForkWithStreamType()` except that the prescribed
6330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscStreamType` is taken from `dctx`. In effect this routine is shorthand for\:
634030f984aSJacob Faibussowitsch 
635030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
6360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscStreamType stype;
637030f984aSJacob Faibussowitsch 
6380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype);
6390e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextForkWithStreamType(dctx, stype, ...);
640030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
641030f984aSJacob Faibussowitsch 
6420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
643030f984aSJacob Faibussowitsch 
6440e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
6450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
6460e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextForkWithStreamType()`, `PetscDeviceContextJoin()`,
6470e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSynchronize()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`
648030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
6499371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextFork(PetscDeviceContext dctx, PetscInt n, PetscDeviceContext **dsub) {
6500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
651030f984aSJacob Faibussowitsch 
652030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
6530e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
6540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
6550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextForkWithStreamType(dctx, stype, n, dsub));
656030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
657030f984aSJacob Faibussowitsch }
658030f984aSJacob Faibussowitsch 
659030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
6605181c4f9SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextJoin - Converge a set of child contexts
661030f984aSJacob Faibussowitsch 
662030f984aSJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
663030f984aSJacob Faibussowitsch 
664030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
665811af0c4SBarry Smith + dctx         - A `PetscDeviceContext` to converge on
666030f984aSJacob Faibussowitsch . n            - The number of sub contexts to converge
667030f984aSJacob Faibussowitsch . joinMode     - The type of join to perform
668030f984aSJacob Faibussowitsch - dsub         - The sub contexts to converge
669030f984aSJacob Faibussowitsch 
670030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
6710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `PetscDeviceContextFork()` creates `n` edges from a source node which all depend on the source
6720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   node, then this routine is the exact mirror. That is, it creates a node (represented in `dctx`)
6730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   which recieves `n` edges (and optionally destroys them) which is dependent on the completion
6740e6b6b59SJacob Faibussowitsch   of all incoming edges.
675030f984aSJacob Faibussowitsch 
6760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY`. All contexts in `dsub` will be
6770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   destroyed by this routine. Thus all sub contexts must have been created with the `dctx`
6780e6b6b59SJacob Faibussowitsch   passed to this routine.
679030f984aSJacob Faibussowitsch 
6800e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC`. All sub contexts will additionally wait on
6810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx` after converging. This has the effect of "synchronizing" the outgoing edges. Note the
6820e6b6b59SJacob Faibussowitsch   sync suffix does NOT refer to the host, i.e. this routine does NOT call
6830e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceSynchronize()`.
684030f984aSJacob Faibussowitsch 
6850e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC`. `dctx` waits for all sub contexts but
6860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   the sub contexts do not wait for one another or `dctx` afterwards.
687030f984aSJacob Faibussowitsch 
688030f984aSJacob Faibussowitsch   DAG representations:
689811af0c4SBarry Smith   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY`
690030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
691030f984aSJacob Faibussowitsch   time ->
692030f984aSJacob Faibussowitsch 
6930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ---------/- |= CALL =| - dctx ->
694030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] -----/
695030f984aSJacob Faibussowitsch   ->  ... -------/
696030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] -/
697030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
698811af0c4SBarry Smith   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC`
699030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
700030f984aSJacob Faibussowitsch   time ->
701030f984aSJacob Faibussowitsch 
7020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ---------/- |= CALL =| -\----> dctx ------>
703030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] -----/                \---> dsub[0] --->
704030f984aSJacob Faibussowitsch   ->  ... -------/                  \--> ... ------->
705030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] -/                    \-> dsub[n-1] ->
706030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
7070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC`
7080e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
7090e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
710030f984aSJacob Faibussowitsch 
7110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ----------/- |= CALL =| - dctx ->
7120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] ------/----------------------->
7130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   ->  ... --------/------------------------>
7140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] --/------------------------->
7150e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
716030f984aSJacob Faibussowitsch 
7170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
7180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7190e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
7200e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7210e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextFork()`, `PetscDeviceContextForkWithStreamType()`,
7220e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSynchronize()`, `PetscDeviceContextJoinMode`
723030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
7249371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextJoin(PetscDeviceContext dctx, PetscInt n, PetscDeviceContextJoinMode joinMode, PetscDeviceContext **dsub) {
7250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // debugging only
7260e6b6b59SJacob Faibussowitsch   std::string idList;
727030f984aSJacob Faibussowitsch 
728030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
7290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
730030f984aSJacob Faibussowitsch   /* validity of dctx is checked in the wait-for loop */
731030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dsub, 4);
732bf025ffbSJacob Faibussowitsch   PetscAssert(n >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Number of contexts merged %" PetscInt_FMT " < 0", n);
733030f984aSJacob Faibussowitsch   /* reserve 4 chars per id, 2 for number and 2 for ', ' separator */
7340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) PetscCallCXX(idList.reserve(4 * n));
735030f984aSJacob Faibussowitsch   /* first dctx waits on all the incoming edges */
736*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Join, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
737030f984aSJacob Faibussowitsch   for (PetscInt i = 0; i < n; ++i) {
738030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscCheckCompatibleDeviceContexts(dctx, 1, (*dsub)[i], 4);
7399566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext(dctx, (*dsub)[i]));
7400e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) {
7410e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCallCXX(idList += std::to_string(PetscObjectCast((*dsub)[i])->id));
7420e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (i + 1 < n) PetscCallCXX(idList += ", ");
7430e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
744030f984aSJacob Faibussowitsch   }
745030f984aSJacob Faibussowitsch 
746030f984aSJacob Faibussowitsch   /* now we handle the aftermath */
747030f984aSJacob Faibussowitsch   switch (joinMode) {
7489371c9d4SSatish Balay   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY: {
7490e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto children = dctx->childIDs;
7500e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto maxchild = dctx->maxNumChildren;
7510e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto      &nchild   = dctx->numChildren;
752030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscInt   j        = 0;
753030f984aSJacob Faibussowitsch 
7540e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(n <= nchild, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Trying to destroy %" PetscInt_FMT " children of a parent context that only has %" PetscInt_FMT " children, likely trying to restore to wrong parent", n, nchild);
755030f984aSJacob Faibussowitsch     /* update child count while it's still fresh in memory */
7560e6b6b59SJacob Faibussowitsch     nchild -= n;
7570e6b6b59SJacob Faibussowitsch     for (PetscInt i = 0; i < maxchild; ++i) {
7580e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (children[i] && (children[i] == PetscObjectCast((*dsub)[j])->id)) {
759030f984aSJacob Faibussowitsch         /* child is one of ours, can destroy it */
7609566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscDeviceContextDestroy((*dsub) + j));
761030f984aSJacob Faibussowitsch         /* reset the child slot */
7620e6b6b59SJacob Faibussowitsch         children[i] = 0;
763030f984aSJacob Faibussowitsch         if (++j == n) break;
764030f984aSJacob Faibussowitsch       }
765030f984aSJacob Faibussowitsch     }
7660e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* gone through the loop but did not find every child */
7670e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(j == n, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONG, "%" PetscInt_FMT " contexts still remain after destroy, this may be because you are trying to restore to the wrong parent context, or the device contexts are not in the same order as they were checked out out in", n - j);
7689566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscFree(*dsub));
7690e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscLogObjectMemory(PetscObjectCast(dctx), -n * sizeof(*dsub)));
7709371c9d4SSatish Balay   } break;
771030f984aSJacob Faibussowitsch   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC:
7729566063dSJacob Faibussowitsch     for (PetscInt i = 0; i < n; ++i) PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext((*dsub)[i], dctx));
7739371c9d4SSatish Balay   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC: break;
7749371c9d4SSatish Balay   default: SETERRQ(PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONG, "Unknown PetscDeviceContextJoinMode given");
775030f984aSJacob Faibussowitsch   }
776*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Join, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
777030f984aSJacob Faibussowitsch 
7780e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDebugInfo(dctx, "Joined %" PetscInt_FMT " ctxs to ctx %" PetscInt64_FMT ", mode %s with IDs: %s\n", n, PetscObjectCast(dctx)->id, PetscDeviceContextJoinModes[joinMode], idList.c_str()));
779030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
780030f984aSJacob Faibussowitsch }
781030f984aSJacob Faibussowitsch 
782030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
7830e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSynchronize - Block the host until all work queued on a
7840e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext` has finished
785030f984aSJacob Faibussowitsch 
7860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
787030f984aSJacob Faibussowitsch 
788030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
789811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext` to synchronize
790030f984aSJacob Faibussowitsch 
7910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
7920e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The host will not return from this routine until `dctx` is idle. Any and all memory
7930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   operations queued on or otherwise associated with (either explicitly or implicitly via
7940e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dependencies) are guaranteed to have finished and be globally visible on return.
7950e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   In effect, this routine serves as memory and execution barrier.
7970e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
7990e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
8000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
8010e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| - dctx ->
8030e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
8040e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
805030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
806030f984aSJacob Faibussowitsch 
807db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextFork()`, `PetscDeviceContextJoin()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`
808030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
8099371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode PetscDeviceContextSynchronize(PetscDeviceContext dctx) {
810030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
812*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Sync, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
813030f984aSJacob Faibussowitsch   /* if it isn't setup there is nothing to sync on */
8140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup) {
8150e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall((*dctx->ops->synchronize)(dctx));
8160e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextSyncClearMap_Internal(dctx));
8170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
818*6a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Sync, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
819030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
820030f984aSJacob Faibussowitsch }
821030f984aSJacob Faibussowitsch 
8220e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* every device type has a vector of null PetscDeviceContexts -- one for each device */
8230e6b6b59SJacob Faibussowitsch static auto nullContexts          = std::array<std::vector<PetscDeviceContext>, PETSC_DEVICE_MAX>{};
8240e6b6b59SJacob Faibussowitsch static auto nullContextsFinalizer = false;
825030f984aSJacob Faibussowitsch 
8260e6b6b59SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextGetNullContextForDevice_Private(PetscBool user_set_device, PetscDevice device, PetscDeviceContext *dctx) {
8270e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscInt        devid;
8280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceType dtype;
829a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
830030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDevice(device, 2);
8320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 3);
8330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscUnlikely(!nullContextsFinalizer)) {
8340e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto finalizer = [] {
8350e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscFunctionBegin;
8360e6b6b59SJacob Faibussowitsch       for (auto &&dvec : nullContexts) {
8370e6b6b59SJacob Faibussowitsch         for (auto &&dctx : dvec) PetscCall(PetscDeviceContextDestroy(&dctx));
8380e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCallCXX(dvec.clear());
839030f984aSJacob Faibussowitsch       }
8400e6b6b59SJacob Faibussowitsch       nullContextsFinalizer = false;
841a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       PetscFunctionReturn(0);
842a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     };
843a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
8440e6b6b59SJacob Faibussowitsch     nullContextsFinalizer = true;
8450e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscRegisterFinalize(std::move(finalizer)));
8460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
8470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetDeviceId(device, &devid));
8480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetType(device, &dtype));
8490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   {
8500e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto &ctxlist = nullContexts[dtype];
8510e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8520e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(devid >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Device ID (%" PetscInt_FMT ") must be positive", devid);
8530e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // need to resize the container if not big enough because incrementing the iterator in
8540e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // std::next() (if we haven't initialized that ctx yet) may cause it to fall outside the
8550e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // current size of the container.
8560e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (static_cast<std::size_t>(devid) >= ctxlist.size()) PetscCallCXX(ctxlist.resize(devid + 1));
8570e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (PetscUnlikely(!ctxlist[devid])) {
8580e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // we have not seen this device before
8590e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextCreate(dctx));
8600e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscInfo(dctx, "Initializing null PetscDeviceContext (of type %s) for device %" PetscInt_FMT "\n", PetscDeviceTypes[dtype], devid));
8610e6b6b59SJacob Faibussowitsch       {
8620e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto pobj   = PetscObjectCast(*dctx);
8630e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto name   = "null context " + std::to_string(devid);
8640e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto prefix = "null_context_" + std::to_string(devid) + '_';
8650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8660e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscObjectSetName(pobj, name.c_str()));
8670e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscObjectSetOptionsPrefix(pobj, prefix.c_str()));
8680e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
8690e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(*dctx, PETSC_STREAM_GLOBAL_BLOCKING));
8700e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(*dctx, device, user_set_device));
8710e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(*dctx));
8720e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // would use ctxlist.cbegin() but GCC 4.8 can't handle const iterator insert!
8730e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCallCXX(ctxlist.insert(std::next(ctxlist.begin(), devid), *dctx));
8740e6b6b59SJacob Faibussowitsch     } else *dctx = ctxlist[devid];
8750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
876030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
877030f984aSJacob Faibussowitsch }
878030f984aSJacob Faibussowitsch 
8790e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*
8800e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Gets the "NULL" context for the current PetscDeviceType and PetscDevice. NULL contexts are
8810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   guaranteed to always be globally blocking.
8820e6b6b59SJacob Faibussowitsch */
8830e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetNullContext_Internal(PetscDeviceContext *dctx) {
8840e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContext gctx;
8850e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice        gdev = nullptr;
886030f984aSJacob Faibussowitsch 
887a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
888a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
8890e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetCurrentContext(&gctx));
8900e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetDevice(gctx, &gdev));
8910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetNullContextForDevice_Private(gctx->usersetdevice, gdev, dctx));
892030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
893030f984aSJacob Faibussowitsch }
894030f984aSJacob Faibussowitsch 
895030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
896811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextSetFromOptions - Configure a `PetscDeviceContext` from the options database
897030f984aSJacob Faibussowitsch 
8980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Collective on `comm` or `dctx`
899030f984aSJacob Faibussowitsch 
900030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
9010e6b6b59SJacob Faibussowitsch + comm - MPI communicator on which to query the options database (optional)
902811af0c4SBarry Smith - dctx - The `PetscDeviceContext` to configure
903030f984aSJacob Faibussowitsch 
904030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
905811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
906030f984aSJacob Faibussowitsch 
9070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Options Database:
9080e6b6b59SJacob Faibussowitsch + -device_context_stream_type - type of stream to create inside the `PetscDeviceContext` -
9090e6b6b59SJacob Faibussowitsch    `PetscDeviceContextSetStreamType()`
910811af0c4SBarry Smith - -device_context_device_type - the type of `PetscDevice` to attach by default - `PetscDeviceType`
911030f984aSJacob Faibussowitsch 
9120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
9130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The user may pass `MPI_COMM_NULL` for `comm` in which case the communicator of `dctx` is
9140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   used (which is always `PETSC_COMM_SELF`).
9150e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
916030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
917030f984aSJacob Faibussowitsch 
9180e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
9190e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextView()`
920030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
9210e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetFromOptions(MPI_Comm comm, PetscDeviceContext dctx) {
9220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   const auto pobj     = PetscObjectCast(dctx);
9230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto       dtype    = std::make_pair(PETSC_DEVICE_DEFAULT(), PETSC_FALSE);
9240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto       stype    = std::make_pair(PETSC_DEVICE_CONTEXT_DEFAULT_STREAM_TYPE, PETSC_FALSE);
9250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto       old_comm = PETSC_COMM_SELF;
926030f984aSJacob Faibussowitsch 
927030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
9280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not user getoptionalnullcontext here, the user is not allowed to set it from options!
9290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 2);
9300e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* set the device type first */
9310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceGetType(device, &dtype.first));
9320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype.first));
9330e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (comm == MPI_COMM_NULL) {
9350e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectGetComm(pobj, &comm));
9360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   } else {
9370e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // briefly set the communicator for dctx (it is always PETSC_COMM_SELF) so
9380e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // PetscObjectOptionsBegin() behaves as if dctx had comm
9390e6b6b59SJacob Faibussowitsch     old_comm = Petsc::util::exchange(pobj->comm, comm);
9400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
9410e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscObjectOptionsBegin(pobj);
9430e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextQueryOptions_Internal(PetscOptionsObject, dtype, stype));
944d0609cedSBarry Smith   PetscOptionsEnd();
9450e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // reset the comm (should be PETSC_COMM_SELF)
9460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (comm != MPI_COMM_NULL) pobj->comm = old_comm;
9470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dtype.second) PetscCall(PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(dctx, dtype.first));
9480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (stype.second) PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(dctx, stype.first));
9490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(dctx));
9500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
9510e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
9520e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9530e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
9540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextView - View a `PetscDeviceContext`
9550e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9560e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Collective on `viewer`
9570e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9580e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
9590e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx - The `PetscDeviceContext`
9600e6b6b59SJacob Faibussowitsch - viewer - The `PetscViewer` to view `dctx` with (may be `NULL`)
9610e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9620e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
9630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `viewer` is `NULL`, `PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD` is used instead, in which case this
9640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   routine is collective on `PETSC_COMM_WORLD`.
9650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9660e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
9670e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9680e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextViewFromOptions()`, `PetscDeviceView()`, `PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD`, `PetscDeviceContextCreate()`
9690e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
9700e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextView(PetscDeviceContext dctx, PetscViewer viewer) {
9710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscBool iascii;
9720e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
9740e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
9750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (!viewer) PetscCall(PetscViewerASCIIGetStdout(PETSC_COMM_WORLD, &viewer));
9760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidHeaderSpecific(viewer, PETSC_VIEWER_CLASSID, 2);
9770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer), PETSCVIEWERASCII, &iascii));
9780e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (iascii) {
9790e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto        stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
9800e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscViewer sub;
9810e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9820e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerGetSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sub));
9830e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectPrintClassNamePrefixType(PetscObjectCast(dctx), sub));
9840e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sub));
9850e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
9860e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "stream type: %s\n", PetscStreamTypes[stype]));
9870e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "children: %" PetscInt_FMT "\n", dctx->numChildren));
9880e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (const auto nchild = dctx->numChildren) {
9890e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sub));
9900e6b6b59SJacob Faibussowitsch       for (PetscInt i = 0; i < nchild; ++i) {
9910e6b6b59SJacob Faibussowitsch         if (i == nchild - 1) {
9920e6b6b59SJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "%" PetscInt64_FMT, dctx->childIDs[i]));
9930e6b6b59SJacob Faibussowitsch         } else {
9940e6b6b59SJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "%" PetscInt64_FMT ", ", dctx->childIDs[i]));
9950e6b6b59SJacob Faibussowitsch         }
9960e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
9970e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
9980e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(sub));
9990e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sub));
10000e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerFlush(viewer));
10010e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(viewer));
10020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
10030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceView(device, viewer));
10040e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (iascii) PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(viewer));
10050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
10060e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
10070e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10080e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
10090e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextViewFromOptions - View a `PetscDeviceContext` from options
10100e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
10120e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx - The `PetscDeviceContext` to view
10130e6b6b59SJacob Faibussowitsch . obj  - Optional `PetscObject` to associate (may be `NULL`)
10140e6b6b59SJacob Faibussowitsch - name - The command line option
10150e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10160e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
10170e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10180e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextView()`, `PetscObjectViewFromOptions()`, `PetscDeviceContextCreate()`
10190e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
10200e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextViewFromOptions(PetscDeviceContext dctx, PetscObject obj, const char name[]) {
10210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
10220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
10230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (obj) PetscValidHeader(obj, 2);
10240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidCharPointer(name, 3);
10250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectViewFromOptions(PetscObjectCast(dctx), obj, name));
1026030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
1027030f984aSJacob Faibussowitsch }
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