xref: /petsc/src/sys/objects/device/interface/dcontext.cxx (revision da81f9329be15cc55f054c8a00978087195c9247)
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:
14d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode create(PetscDeviceContext *dctx))
15d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   {
16030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
170e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscHeaderCreate(*dctx, PETSC_DEVICE_CONTEXT_CLASSID, "PetscDeviceContext", "PetscDeviceContext", "Sys", PETSC_COMM_SELF, PetscDeviceContextDestroy, PetscDeviceContextView));
180e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCallCXX(PetscObjectCast(*dctx)->cpp = new CxxData());
190e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(reset(*dctx, false));
20030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
21030f984aSJacob Faibussowitsch   }
22030f984aSJacob Faibussowitsch 
23d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode destroy(PetscDeviceContext dctx))
24d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   {
25030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
26bf025ffbSJacob 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);
27dbbe0bcdSBarry Smith     PetscTryTypeMethod(dctx, destroy);
289566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscFree(dctx->childIDs));
300e6b6b59SJacob Faibussowitsch     delete CxxDataCast(dctx);
310e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscHeaderDestroy(&dctx));
32030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
33030f984aSJacob Faibussowitsch   }
34030f984aSJacob Faibussowitsch 
35d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode reset(PetscDeviceContext dctx, bool zero = true))
36d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   {
37030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionBegin;
380e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (zero) {
390e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // reset the device if the user set it
400e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (auto &userset = dctx->usersetdevice) {
410e6b6b59SJacob Faibussowitsch         userset = PETSC_FALSE;
420e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscTryTypeMethod(dctx, destroy);
430e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
440e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscArrayzero(dctx->ops, 1));
450e6b6b59SJacob Faibussowitsch         dctx->data = nullptr;
460e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
470e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscHeaderReset_Internal(PetscObjectCast(dctx)));
48030f984aSJacob Faibussowitsch       dctx->numChildren = 0;
490e6b6b59SJacob Faibussowitsch       dctx->setup       = PETSC_FALSE;
500e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // don't deallocate the child array, rather just zero it out
510e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscArrayzero(dctx->childIDs, dctx->maxNumChildren));
520e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(CxxDataCast(dctx)->clear());
530e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
54030f984aSJacob Faibussowitsch     dctx->streamType = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
55030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(0);
56030f984aSJacob Faibussowitsch   }
57030f984aSJacob Faibussowitsch };
58030f984aSJacob Faibussowitsch 
59030f984aSJacob Faibussowitsch static Petsc::ObjectPool<PetscDeviceContext, PetscDeviceContextAllocator> contextPool;
60030f984aSJacob Faibussowitsch 
61030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
62811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextCreate - Creates a `PetscDeviceContext`
63030f984aSJacob Faibussowitsch 
640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
65030f984aSJacob Faibussowitsch 
66d5b43468SJose E. Roman   Output Parameter:
67811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
68030f984aSJacob Faibussowitsch 
69811af0c4SBarry Smith   Note:
70030f984aSJacob Faibussowitsch   Unlike almost every other PETSc class it is advised that most users use
710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContextDuplicate()` rather than this routine to create new contexts. Contexts of
720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   different types are incompatible with one another; using `PetscDeviceContextDuplicate()`
730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   ensures compatible types.
740e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
760e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
780e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   |= CALL =| - dctx ->
800e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
81030f984aSJacob Faibussowitsch 
82030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
83030f984aSJacob Faibussowitsch 
840e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
850e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
86db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextDuplicate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
87db781477SPatrick Sanan `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextSetUp()`,
880e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetFromOptions()`, `PetscDeviceContextView()`, `PetscDeviceContextDestroy()`
89030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
90d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextCreate(PetscDeviceContext *dctx)
91d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
92030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
93030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
949566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceInitializePackage());
956a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Create, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(contextPool.allocate(dctx));
976a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Create, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
98030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
99030f984aSJacob Faibussowitsch }
100030f984aSJacob Faibussowitsch 
101030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
102811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextDestroy - Frees a `PetscDeviceContext`
103030f984aSJacob Faibussowitsch 
1040e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
105030f984aSJacob Faibussowitsch 
106030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
107811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
108030f984aSJacob Faibussowitsch 
1090e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
1100e6b6b59SJacob Faibussowitsch   No implicit synchronization occurs due to this routine, all resources are released completely
1110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   asynchronously w.r.t. the host. If one needs to guarantee access to the data produced on
1120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx`'s stream the user is responsible for calling `PetscDeviceContextSynchronize()` before
1130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   calling this routine.
114030f984aSJacob Faibussowitsch 
115*da81f932SPierre Jolivet   DAG representation:
1160e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
1170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
1180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =|
1200e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
1210e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Developer Notes:
1230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx` is never actually "destroyed" in the classical sense. It is returned to an ever
1240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   growing pool of `PetscDeviceContext`s. There are currently no limits on the size of the pool,
1250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   this should perhaps be implemented.
126030f984aSJacob Faibussowitsch 
127030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
128030f984aSJacob Faibussowitsch 
1290e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
1300e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
1310e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
1320e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetUp()`, `PetscDeviceContextSynchronize()`
133030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
134d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextDestroy(PetscDeviceContext *dctx)
135d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
136030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
138030f984aSJacob Faibussowitsch   if (!*dctx) PetscFunctionReturn(0);
1396a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Destroy, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
1400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (--(PetscObjectCast(*dctx)->refct) <= 0) {
1410e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextCheckNotOrphaned_Internal(*dctx));
1420e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // std::move of the expression of the trivially-copyable type 'PetscDeviceContext' (aka
1430e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // '_n_PetscDeviceContext *') has no effect; remove std::move() [performance-move-const-arg]
1440e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // can't remove std::move, since reclaim only takes r-value reference
1450e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(contextPool.deallocate(std::move(*dctx))); // NOLINT (performance-move-const-arg)
1460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
1476a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Destroy, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr));
148bf025ffbSJacob Faibussowitsch   *dctx = nullptr;
149030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
150030f984aSJacob Faibussowitsch }
151030f984aSJacob Faibussowitsch 
152030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
1530e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSetStreamType - Set the implementation type of the underlying stream for a
1540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext`
155030f984aSJacob Faibussowitsch 
1560e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
157030f984aSJacob Faibussowitsch 
15801d2d390SJose E. Roman   Input Parameters:
159811af0c4SBarry Smith + dctx - The `PetscDeviceContext`
160811af0c4SBarry Smith - type - The `PetscStreamType`
161030f984aSJacob Faibussowitsch 
162030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
163811af0c4SBarry Smith   See `PetscStreamType` in `include/petscdevicetypes.h` for more information on the available
1640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   types and their interactions. If the `PetscDeviceContext` was previously set up and stream
165811af0c4SBarry Smith   type was changed, you must call `PetscDeviceContextSetUp()` again after this routine.
166030f984aSJacob Faibussowitsch 
1670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
168030f984aSJacob Faibussowitsch 
1690e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscStreamType`, `PetscDeviceContextGetStreamType()`, `PetscDeviceContextCreate()`,
1700e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetUp()`, `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
171030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
172d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType type)
173d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
174030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not use getoptionalnullcontext here since we do not want the user to change the stream
1760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // type
177030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 1);
178030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidStreamType(type, 2);
1790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // only need to do complex swapping if the object has already been setup
180030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup && (dctx->streamType != type)) {
181030f984aSJacob Faibussowitsch     dctx->setup = PETSC_FALSE;
1826a4a1270SPierre Jolivet     PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_ChangeStream, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
1830e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscUseTypeMethod(dctx, changestreamtype, type);
1846a4a1270SPierre Jolivet     PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_ChangeStream, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
185030f984aSJacob Faibussowitsch   }
186030f984aSJacob Faibussowitsch   dctx->streamType = type;
187030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
188030f984aSJacob Faibussowitsch }
189030f984aSJacob Faibussowitsch 
190030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
1910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetStreamType - Get the implementation type of the underlying stream for a
1920e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext`
193030f984aSJacob Faibussowitsch 
1940e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
195030f984aSJacob Faibussowitsch 
19601d2d390SJose E. Roman   Input Parameter:
197811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
198030f984aSJacob Faibussowitsch 
199030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
200811af0c4SBarry Smith . type - The `PetscStreamType`
201030f984aSJacob Faibussowitsch 
2020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
2030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   See `PetscStreamType` in `include/petscdevicetypes.h` for more information on the available
2040e6b6b59SJacob Faibussowitsch   types and their interactions
205030f984aSJacob Faibussowitsch 
2060e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
207030f984aSJacob Faibussowitsch 
2080e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextCreate()`,
2090e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
210030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
211d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType *type)
212d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
213030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
215030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(type, 2);
216030f984aSJacob Faibussowitsch   *type = dctx->streamType;
217030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
218030f984aSJacob Faibussowitsch }
219030f984aSJacob Faibussowitsch 
2200e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*
2210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Actual function to set the device.
222030f984aSJacob Faibussowitsch 
2230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   1. Repeatedly destroying and recreating internal data structures (like streams and events)
2240e6b6b59SJacob Faibussowitsch      for recycled PetscDeviceContexts is not free. If done often, it does add up.
2250e6b6b59SJacob Faibussowitsch   2. The vast majority of PetscDeviceContexts are created by PETSc either as children or
22635cb6cd3SPierre Jolivet      default contexts. The default contexts *never* change type, and the children are extremely
2270e6b6b59SJacob Faibussowitsch      unlikely to (chances are if you fork once, you will fork again very soon).
2280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   3. The only time this calculus changes is if the user themselves sets the device type. In
2290e6b6b59SJacob Faibussowitsch      this case we do not know what the user has changed, so must always wipe the slate clean.
2300e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Thus we need to keep track whether the user explicitly sets the device contexts device.
2320e6b6b59SJacob Faibussowitsch */
233d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDevice_Private(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice device, PetscBool user_set)
234d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
2350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not use getoptionalnullcontext here since we do not want the user to change its device
2370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 1);
2380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDevice(device, 2);
2390e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->device && (dctx->device->id == device->id)) PetscFunctionReturn(0);
2406a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_SetDevice, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
2410e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto destroy = dctx->ops->destroy) PetscCall((*destroy)(dctx));
2420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceDestroy(&dctx->device));
2430e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMemzero(dctx->ops, sizeof(*dctx->ops)));
2440e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall((*device->ops->createcontext)(dctx));
2456a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_SetDevice, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
2460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceReference_Internal(device));
2470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->device        = device;
2480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->setup         = PETSC_FALSE;
2490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->usersetdevice = user_set;
2500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
2510e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
2520e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
253d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceType type)
254d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
2550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice device;
2560e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2580e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetDefaultForType_Internal(type, &device));
2590e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(dctx, device, PETSC_FALSE));
2600e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
2610e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
2620e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2630e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
2640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSetDevice - Set the underlying `PetscDevice` for a `PetscDeviceContext`
2650e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
2660e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
267030f984aSJacob Faibussowitsch 
26801d2d390SJose E. Roman   Input Parameters:
269811af0c4SBarry Smith + dctx   - The `PetscDeviceContext`
270811af0c4SBarry Smith - device - The `PetscDevice`
271030f984aSJacob Faibussowitsch 
272030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
2730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is effectively `PetscDeviceContext`'s "set-type" (so every `PetscDeviceContext` must
274*da81f932SPierre Jolivet   also have an attached `PetscDevice`). Unlike the usual set-type semantics, it is not strictly
2750e6b6b59SJacob Faibussowitsch   necessary to set a contexts device to enable usage, any created `PetscDeviceContext`s will
2760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   always come equipped with the "default" device.
277030f984aSJacob Faibussowitsch 
2780e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is a no-op if `device` is already attached to `dctx`.
279a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
2800e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine may (but is very unlikely to) initialize the backend device and may incur
2810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   synchronization.
2825181c4f9SJacob Faibussowitsch 
283030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
284030f984aSJacob Faibussowitsch 
2850e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceCreate()`, `PetscDeviceConfigure()`, `PetscDeviceContextGetDevice()`,
2860e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextGetDeviceType()`
287030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
288d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetDevice(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice device)
289d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
290030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
2910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(dctx, device, PETSC_TRUE));
292030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
293030f984aSJacob Faibussowitsch }
294030f984aSJacob Faibussowitsch 
295030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
296811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextGetDevice - Get the underlying `PetscDevice` for a `PetscDeviceContext`
297030f984aSJacob Faibussowitsch 
2980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
299030f984aSJacob Faibussowitsch 
300030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
301811af0c4SBarry Smith . dctx - the `PetscDeviceContext`
302030f984aSJacob Faibussowitsch 
303030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
304811af0c4SBarry Smith . device - The `PetscDevice`
305030f984aSJacob Faibussowitsch 
3060e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
307811af0c4SBarry Smith   This is a borrowed reference, the user should not destroy `device`.
308030f984aSJacob Faibussowitsch 
309a375dbeeSPatrick Sanan   Level: intermediate
310a375dbeeSPatrick Sanan 
3110e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetDevice()`, `PetscDevice`, `PetscDeviceContextGetDeviceType()`
312030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
313d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetDevice(PetscDeviceContext dctx, PetscDevice *device)
314d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
315030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3160e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
317030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(device, 2);
3180e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(dctx->device, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE, "PetscDeviceContext %" PetscInt64_FMT " has no attached PetscDevice to get", PetscObjectCast(dctx)->id);
319030f984aSJacob Faibussowitsch   *device = dctx->device;
320030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
321030f984aSJacob Faibussowitsch }
322030f984aSJacob Faibussowitsch 
323030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
3240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetDeviceType - Get the `PetscDeviceType` for a `PetscDeviceContext`
3250e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3260e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
3270e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
3290e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dctx - The `PetscDeviceContext`
3300e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
3320e6b6b59SJacob Faibussowitsch . type - The `PetscDeviceType`
3330e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
3350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is a convenience shorthand for `PetscDeviceContextGetDevice()` ->
3360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceGetType()`.
3370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
3390e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3400e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceType`, `PetscDeviceContextGetDevice()`, `PetscDeviceGetType()`, `PetscDevice`
3410e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
342d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetDeviceType(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceType *type)
343d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
3440e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice device = nullptr;
3450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
3480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(type, 2);
3490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetDevice(dctx, &device));
3500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetType(device, type));
3510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
3520e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
3530e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3540e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
355811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextSetUp - Prepares a `PetscDeviceContext` for use
356030f984aSJacob Faibussowitsch 
3570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
358030f984aSJacob Faibussowitsch 
35901d2d390SJose E. Roman   Input Parameter:
360811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
361030f984aSJacob Faibussowitsch 
3620e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Developer Notes:
3630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine is usually the stage where a `PetscDeviceContext` acquires device-side data
3640e6b6b59SJacob Faibussowitsch   structures such as streams, events, and (possibly) handles.
365030f984aSJacob Faibussowitsch 
366030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
367030f984aSJacob Faibussowitsch 
3680e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
3690e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextDestroy()`, `PetscDeviceContextSetFromOptions()`
370030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
371d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetUp(PetscDeviceContext dctx)
372d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
373030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3740e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
375030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup) PetscFunctionReturn(0);
3760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (!dctx->device) {
3770e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto default_dtype = PETSC_DEVICE_DEFAULT();
3780e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3790e6b6b59SJacob 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]));
3800e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(dctx, default_dtype));
3810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
3826a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_SetUp, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
383dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctx, setup);
3846a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_SetUp, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
385030f984aSJacob Faibussowitsch   dctx->setup = PETSC_TRUE;
386030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
387030f984aSJacob Faibussowitsch }
388030f984aSJacob Faibussowitsch 
389d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextDuplicate_Private(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType stype, PetscDeviceContext *dctxdup)
390d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
3910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3926a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Duplicate, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
3930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextCreate(dctxdup));
3940e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(*dctxdup, stype));
3950e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(*dctxdup, device, dctx->usersetdevice));
3960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(*dctxdup));
3976a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Duplicate, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
3980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
3990e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
4000e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
401030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
402811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextDuplicate - Duplicates a `PetscDeviceContext` object
403030f984aSJacob Faibussowitsch 
4040e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
405030f984aSJacob Faibussowitsch 
406030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
407811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext` to duplicate
408030f984aSJacob Faibussowitsch 
4096aad120cSJose E. Roman   Output Parameter:
410811af0c4SBarry Smith . dctxdup - The duplicated `PetscDeviceContext`
411030f984aSJacob Faibussowitsch 
4120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
4130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This is a shorthand method for creating a `PetscDeviceContext` with the exact same settings as
4140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   another. Note however that `dctxdup` does not share any of the underlying data with `dctx`,
4150e6b6b59SJacob Faibussowitsch   (including its current stream-state) they are completely separate objects.
4160e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   There is no implied ordering between `dctx` or `dctxdup`.
4180e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
4200e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
4210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
4220e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| - dctx ---->
4240e6b6b59SJacob Faibussowitsch                        - dctxdup ->
4250e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
426030f984aSJacob Faibussowitsch 
427030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
428030f984aSJacob Faibussowitsch 
4290e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
4300e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSetStreamType()`
431030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
432d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextDuplicate(PetscDeviceContext dctx, PetscDeviceContext *dctxdup)
433d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
4340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
435030f984aSJacob Faibussowitsch 
436030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
4370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
438030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctxdup, 2);
4390e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
4400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextDuplicate_Private(dctx, stype, dctxdup));
441030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
442030f984aSJacob Faibussowitsch }
443030f984aSJacob Faibussowitsch 
444030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
445811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextQueryIdle - Returns whether or not a `PetscDeviceContext` is idle
446030f984aSJacob Faibussowitsch 
4470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
448030f984aSJacob Faibussowitsch 
449030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameter:
4500e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dctx - The `PetscDeviceContext`
451030f984aSJacob Faibussowitsch 
452030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
4530e6b6b59SJacob Faibussowitsch . idle - `PETSC_TRUE` if `dctx` has NO work, `PETSC_FALSE` if it has work
454030f984aSJacob Faibussowitsch 
455811af0c4SBarry Smith   Note:
456ef657721SJacob Faibussowitsch   This routine only refers a singular context and does NOT take any of its children into
4570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   account. That is, if `dctx` is idle but has dependents who do have work this routine still
458811af0c4SBarry Smith   returns `PETSC_TRUE`.
459030f984aSJacob Faibussowitsch 
460030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
461030f984aSJacob Faibussowitsch 
462db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextWaitForContext()`, `PetscDeviceContextFork()`
463030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
464d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextQueryIdle(PetscDeviceContext dctx, PetscBool *idle)
465d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
466030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
4670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
468030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidBoolPointer(idle, 2);
4696a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_QueryIdle, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
470dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctx, query, idle);
4716a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_QueryIdle, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
4720e6b6b59SJacob 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"));
473030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
474030f984aSJacob Faibussowitsch }
475030f984aSJacob Faibussowitsch 
476030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
477030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextWaitForContext - Make one context wait for another context to finish
478030f984aSJacob Faibussowitsch 
4790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
480030f984aSJacob Faibussowitsch 
481030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
482811af0c4SBarry Smith + dctxa - The `PetscDeviceContext` object that is waiting
483811af0c4SBarry Smith - dctxb - The `PetscDeviceContext` object that is being waited on
484030f984aSJacob Faibussowitsch 
485030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
4860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Serializes two `PetscDeviceContext`s. Serialization is performed asynchronously; the host
4870e6b6b59SJacob Faibussowitsch   does not wait for the serialization to actually occur.
488811af0c4SBarry Smith 
4890e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine uses only the state of `dctxb` at the moment this routine was called, so any
4900e6b6b59SJacob Faibussowitsch   future work queued will not affect `dctxa`. It is safe to pass the same context to both
4910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   arguments (in which case this routine does nothing).
4920e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
4940e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
4950e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
4960e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
4970e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctxa ---/- |= CALL =| - dctxa ->
4980e6b6b59SJacob Faibussowitsch              /
4990e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctxb -/------------------------>
5000e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
501030f984aSJacob Faibussowitsch 
502030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
503030f984aSJacob Faibussowitsch 
5040e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
5050e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
506db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextCreate()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`, `PetscDeviceContextJoin()`
507030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
508d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextWaitForContext(PetscDeviceContext dctxa, PetscDeviceContext dctxb)
509d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
5100e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscObject aobj;
5110e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
512030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
5130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctxa));
5140e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctxb));
515030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscCheckCompatibleDeviceContexts(dctxa, 1, dctxb, 2);
516030f984aSJacob Faibussowitsch   if (dctxa == dctxb) PetscFunctionReturn(0);
5170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   aobj = PetscObjectCast(dctxa);
5186a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_WaitForCtx, dctxa, dctxb, nullptr, nullptr));
519dbbe0bcdSBarry Smith   PetscUseTypeMethod(dctxa, waitforcontext, dctxb);
5203398534bSJacob Faibussowitsch   PetscCallCXX(CxxDataCast(dctxa)->upstream[dctxb] = CxxDataParent(dctxb));
5216a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_WaitForCtx, dctxa, dctxb, nullptr, nullptr));
5220e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInfo(dctxa, "dctx %" PetscInt64_FMT " waiting on dctx %" PetscInt64_FMT "\n", aobj->id, PetscObjectCast(dctxb)->id));
5230e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectStateIncrease(aobj));
524030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
525030f984aSJacob Faibussowitsch }
526030f984aSJacob Faibussowitsch 
5270e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
5280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextForkWithStreamType - Create a set of dependent child contexts from a parent
5290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   context with a prescribed `PetscStreamType`
5300e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
5320e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
5340e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx  - The parent `PetscDeviceContext`
5350e6b6b59SJacob Faibussowitsch . stype - The prescribed `PetscStreamType`
5360e6b6b59SJacob Faibussowitsch - n     - The number of children to create
5370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5380e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
5390e6b6b59SJacob Faibussowitsch . dsub - The created child context(s)
5400e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5410e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
5420e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine creates `n` edges of a DAG from a source node which are causally dependent on the
5430e6b6b59SJacob Faibussowitsch   source node. This causal dependency is established as-if by calling
5440e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContextWaitForContext()` on every child.
5450e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dsub` is allocated by this routine and has its lifetime bounded by `dctx`. That is, `dctx`
5470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   expects to free `dsub` (via `PetscDeviceContextJoin()`) before it itself is destroyed.
5480e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   This routine only accounts for work queued on `dctx` up until calling this routine, any
5500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   subsequent work enqueued on `dctx` has no effect on `dsub`.
5510e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The `PetscStreamType` of `dctx` does not have to equal `stype`. In fact, it is often the case
5530e6b6b59SJacob Faibussowitsch   that they are different. This is useful in cases where a routine can locally exploit stream
5540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   parallelism without needing to worry about what stream type the incoming `PetscDeviceContext`
5550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   carries.
5560e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
5580e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
5590e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
5600e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5610e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| -\----> dctx ------>
5620e6b6b59SJacob Faibussowitsch                          \---> dsub[0] --->
5630e6b6b59SJacob Faibussowitsch                           \--> ... ------->
5640e6b6b59SJacob Faibussowitsch                            \-> dsub[n-1] ->
5650e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
5660e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: intermediate
5680e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5690e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
5700e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5710e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextJoin()`, `PetscDeviceContextSynchronize()`,
5720e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextQueryIdle()`, `PetscDeviceContextWaitForContext()`
5730e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
574d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextForkWithStreamType(PetscDeviceContext dctx, PetscStreamType stype, PetscInt n, PetscDeviceContext **dsub)
575d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
5760e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // debugging only
5770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   std::string idList;
5780e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto        ninput = n;
5790e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5800e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
5810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
5820e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(n >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Number of contexts requested %" PetscInt_FMT " < 0", n);
5830e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dsub, 4);
5840e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *dsub = nullptr;
5850e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* reserve 4 chars per id, 2 for number and 2 for ', ' separator */
5860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) PetscCallCXX(idList.reserve(4 * n));
5876a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Fork, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
5880e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* update child totals */
5890e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dctx->numChildren += n;
5900e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* now to find out if we have room */
5910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->numChildren > dctx->maxNumChildren) {
5920e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto numChildren    = dctx->numChildren;
5930e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto      &maxNumChildren = dctx->maxNumChildren;
5940e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto       numAllocated   = numChildren;
5950e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5960e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* no room, either from having too many kids or not having any */
5970e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (auto &childIDs = dctx->childIDs) {
5980e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // the difference is backwards because we have not updated maxNumChildren yet
5990e6b6b59SJacob Faibussowitsch       numAllocated -= maxNumChildren;
6000e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* have existing children, must reallocate them */
6010e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscRealloc(numChildren * sizeof(*childIDs), &childIDs));
6020e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* clear the extra memory since realloc doesn't do it for us */
6030e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscArrayzero(std::next(childIDs, maxNumChildren), numAllocated));
6040e6b6b59SJacob Faibussowitsch     } else {
6050e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* have no children */
6060e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscCalloc1(numChildren, &childIDs));
6070e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
6080e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* update total number of children */
6090e6b6b59SJacob Faibussowitsch     maxNumChildren = numChildren;
6100e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
6110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(n, dsub));
6120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   for (PetscInt i = 0; ninput && (i < dctx->numChildren); ++i) {
6130e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto &childID = dctx->childIDs[i];
6140e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* empty child slot */
6150e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (!childID) {
6160e6b6b59SJacob Faibussowitsch       auto &childctx = (*dsub)[i];
6170e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
6180e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* create the child context in the image of its parent */
6190e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextDuplicate_Private(dctx, stype, &childctx));
6200e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext(childctx, dctx));
6210e6b6b59SJacob Faibussowitsch       /* register the child with its parent */
6220e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscObjectGetId(PetscObjectCast(childctx), &childID));
6230e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) {
6240e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCallCXX(idList += std::to_string(childID));
6250e6b6b59SJacob Faibussowitsch         if (ninput != 1) PetscCallCXX(idList += ", ");
6260e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
6270e6b6b59SJacob Faibussowitsch       --ninput;
6280e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
6290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
6306a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Fork, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
6310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDebugInfo(dctx, "Forked %" PetscInt_FMT " children from parent %" PetscInt64_FMT " with IDs: %s\n", n, PetscObjectCast(dctx)->id, idList.c_str()));
6320e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
6330e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
6340e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
635030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
636030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextFork - Create a set of dependent child contexts from a parent context
637030f984aSJacob Faibussowitsch 
638030f984aSJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
639030f984aSJacob Faibussowitsch 
640030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
641811af0c4SBarry Smith + dctx - The parent `PetscDeviceContext`
642030f984aSJacob Faibussowitsch - n    - The number of children to create
643030f984aSJacob Faibussowitsch 
644030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
645030f984aSJacob Faibussowitsch . dsub - The created child context(s)
646030f984aSJacob Faibussowitsch 
647030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
6480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Behaves identically to `PetscDeviceContextForkWithStreamType()` except that the prescribed
6490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscStreamType` is taken from `dctx`. In effect this routine is shorthand for\:
650030f984aSJacob Faibussowitsch 
651030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
6520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscStreamType stype;
653030f984aSJacob Faibussowitsch 
6540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype);
6550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextForkWithStreamType(dctx, stype, ...);
656030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
657030f984aSJacob Faibussowitsch 
6580e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
659030f984aSJacob Faibussowitsch 
6600e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
6610e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
6620e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextForkWithStreamType()`, `PetscDeviceContextJoin()`,
6630e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSynchronize()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`
664030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
665d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextFork(PetscDeviceContext dctx, PetscInt n, PetscDeviceContext **dsub)
666d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
6670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
668030f984aSJacob Faibussowitsch 
669030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
6700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
6710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
6720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextForkWithStreamType(dctx, stype, n, dsub));
673030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
674030f984aSJacob Faibussowitsch }
675030f984aSJacob Faibussowitsch 
676030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
6775181c4f9SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextJoin - Converge a set of child contexts
678030f984aSJacob Faibussowitsch 
679030f984aSJacob Faibussowitsch   Not Collective, Asynchronous
680030f984aSJacob Faibussowitsch 
681030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
682811af0c4SBarry Smith + dctx         - A `PetscDeviceContext` to converge on
683030f984aSJacob Faibussowitsch . n            - The number of sub contexts to converge
684030f984aSJacob Faibussowitsch . joinMode     - The type of join to perform
685030f984aSJacob Faibussowitsch - dsub         - The sub contexts to converge
686030f984aSJacob Faibussowitsch 
687030f984aSJacob Faibussowitsch   Notes:
6880e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `PetscDeviceContextFork()` creates `n` edges from a source node which all depend on the source
6890e6b6b59SJacob Faibussowitsch   node, then this routine is the exact mirror. That is, it creates a node (represented in `dctx`)
69035cb6cd3SPierre Jolivet   which receives `n` edges (and optionally destroys them) which is dependent on the completion
6910e6b6b59SJacob Faibussowitsch   of all incoming edges.
692030f984aSJacob Faibussowitsch 
6930e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY`. All contexts in `dsub` will be
6940e6b6b59SJacob Faibussowitsch   destroyed by this routine. Thus all sub contexts must have been created with the `dctx`
6950e6b6b59SJacob Faibussowitsch   passed to this routine.
696030f984aSJacob Faibussowitsch 
6970e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC`. All sub contexts will additionally wait on
6980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `dctx` after converging. This has the effect of "synchronizing" the outgoing edges. Note the
6990e6b6b59SJacob Faibussowitsch   sync suffix does NOT refer to the host, i.e. this routine does NOT call
7000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceSynchronize()`.
701030f984aSJacob Faibussowitsch 
7020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC`. `dctx` waits for all sub contexts but
7030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   the sub contexts do not wait for one another or `dctx` afterwards.
704030f984aSJacob Faibussowitsch 
705030f984aSJacob Faibussowitsch   DAG representations:
706811af0c4SBarry Smith   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY`
707030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
708030f984aSJacob Faibussowitsch   time ->
709030f984aSJacob Faibussowitsch 
7100e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ---------/- |= CALL =| - dctx ->
711030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] -----/
712030f984aSJacob Faibussowitsch   ->  ... -------/
713030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] -/
714030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
715811af0c4SBarry Smith   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC`
716030f984aSJacob Faibussowitsch .vb
717030f984aSJacob Faibussowitsch   time ->
718030f984aSJacob Faibussowitsch 
7190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ---------/- |= CALL =| -\----> dctx ------>
720030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] -----/                \---> dsub[0] --->
721030f984aSJacob Faibussowitsch   ->  ... -------/                  \--> ... ------->
722030f984aSJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] -/                    \-> dsub[n-1] ->
723030f984aSJacob Faibussowitsch .ve
7240e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `joinMode` is `PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC`
7250e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
7260e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
727030f984aSJacob Faibussowitsch 
7280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx ----------/- |= CALL =| - dctx ->
7290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dsub[0] ------/----------------------->
7300e6b6b59SJacob Faibussowitsch   ->  ... --------/------------------------>
7310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dsub[n-1] --/------------------------->
7320e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
733030f984aSJacob Faibussowitsch 
7340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
7350e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7360e6b6b59SJacob Faibussowitsch .N ASYNC_API
7370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
7380e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextFork()`, `PetscDeviceContextForkWithStreamType()`,
7390e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextSynchronize()`, `PetscDeviceContextJoinMode`
740030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
741d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextJoin(PetscDeviceContext dctx, PetscInt n, PetscDeviceContextJoinMode joinMode, PetscDeviceContext **dsub)
742d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
7430e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // debugging only
7440e6b6b59SJacob Faibussowitsch   std::string idList;
745030f984aSJacob Faibussowitsch 
746030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
7470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
748030f984aSJacob Faibussowitsch   /* validity of dctx is checked in the wait-for loop */
749030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dsub, 4);
750bf025ffbSJacob Faibussowitsch   PetscAssert(n >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Number of contexts merged %" PetscInt_FMT " < 0", n);
751030f984aSJacob Faibussowitsch   /* reserve 4 chars per id, 2 for number and 2 for ', ' separator */
7520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) PetscCallCXX(idList.reserve(4 * n));
753030f984aSJacob Faibussowitsch   /* first dctx waits on all the incoming edges */
7546a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Join, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
755030f984aSJacob Faibussowitsch   for (PetscInt i = 0; i < n; ++i) {
756030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscCheckCompatibleDeviceContexts(dctx, 1, (*dsub)[i], 4);
7579566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext(dctx, (*dsub)[i]));
7580e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (PetscDefined(USE_DEBUG_AND_INFO)) {
7590e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCallCXX(idList += std::to_string(PetscObjectCast((*dsub)[i])->id));
7600e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (i + 1 < n) PetscCallCXX(idList += ", ");
7610e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
762030f984aSJacob Faibussowitsch   }
763030f984aSJacob Faibussowitsch 
764030f984aSJacob Faibussowitsch   /* now we handle the aftermath */
765030f984aSJacob Faibussowitsch   switch (joinMode) {
7669371c9d4SSatish Balay   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_DESTROY: {
7670e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto children = dctx->childIDs;
7680e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto maxchild = dctx->maxNumChildren;
7690e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto      &nchild   = dctx->numChildren;
770030f984aSJacob Faibussowitsch     PetscInt   j        = 0;
771030f984aSJacob Faibussowitsch 
7720e6b6b59SJacob 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);
773030f984aSJacob Faibussowitsch     /* update child count while it's still fresh in memory */
7740e6b6b59SJacob Faibussowitsch     nchild -= n;
7750e6b6b59SJacob Faibussowitsch     for (PetscInt i = 0; i < maxchild; ++i) {
7760e6b6b59SJacob Faibussowitsch       if (children[i] && (children[i] == PetscObjectCast((*dsub)[j])->id)) {
777030f984aSJacob Faibussowitsch         /* child is one of ours, can destroy it */
7789566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscDeviceContextDestroy((*dsub) + j));
779030f984aSJacob Faibussowitsch         /* reset the child slot */
7800e6b6b59SJacob Faibussowitsch         children[i] = 0;
781030f984aSJacob Faibussowitsch         if (++j == n) break;
782030f984aSJacob Faibussowitsch       }
783030f984aSJacob Faibussowitsch     }
7840e6b6b59SJacob Faibussowitsch     /* gone through the loop but did not find every child */
7850e6b6b59SJacob 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);
7869566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscFree(*dsub));
7879371c9d4SSatish Balay   } break;
788030f984aSJacob Faibussowitsch   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_SYNC:
7899566063dSJacob Faibussowitsch     for (PetscInt i = 0; i < n; ++i) PetscCall(PetscDeviceContextWaitForContext((*dsub)[i], dctx));
790d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   case PETSC_DEVICE_CONTEXT_JOIN_NO_SYNC:
791d71ae5a4SJacob Faibussowitsch     break;
792d71ae5a4SJacob Faibussowitsch   default:
793d71ae5a4SJacob Faibussowitsch     SETERRQ(PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONG, "Unknown PetscDeviceContextJoinMode given");
794030f984aSJacob Faibussowitsch   }
7956a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Join, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
796030f984aSJacob Faibussowitsch 
7970e6b6b59SJacob 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()));
798030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
799030f984aSJacob Faibussowitsch }
800030f984aSJacob Faibussowitsch 
801030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
8020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextSynchronize - Block the host until all work queued on a
8030e6b6b59SJacob Faibussowitsch   `PetscDeviceContext` has finished
804030f984aSJacob Faibussowitsch 
8050e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Not Collective
806030f984aSJacob Faibussowitsch 
807030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
808811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext` to synchronize
809030f984aSJacob Faibussowitsch 
8100e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
8110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The host will not return from this routine until `dctx` is idle. Any and all memory
8120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   operations queued on or otherwise associated with (either explicitly or implicitly via
8130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   dependencies) are guaranteed to have finished and be globally visible on return.
8140e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8150e6b6b59SJacob Faibussowitsch   In effect, this routine serves as memory and execution barrier.
8160e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8170e6b6b59SJacob Faibussowitsch   DAG representation:
8180e6b6b59SJacob Faibussowitsch .vb
8190e6b6b59SJacob Faibussowitsch   time ->
8200e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8210e6b6b59SJacob Faibussowitsch   -> dctx - |= CALL =| - dctx ->
8220e6b6b59SJacob Faibussowitsch .ve
8230e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
824030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
825030f984aSJacob Faibussowitsch 
826db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscDeviceContextFork()`, `PetscDeviceContextJoin()`, `PetscDeviceContextQueryIdle()`
827030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
828d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSynchronize(PetscDeviceContext dctx)
829d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
830030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8310e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
8326a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventBegin(DCONTEXT_Sync, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
833030f984aSJacob Faibussowitsch   /* if it isn't setup there is nothing to sync on */
8340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dctx->setup) {
8350e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall((*dctx->ops->synchronize)(dctx));
8360e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextSyncClearMap_Internal(dctx));
8370e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
8386a4a1270SPierre Jolivet   PetscCall(PetscLogEventEnd(DCONTEXT_Sync, dctx, nullptr, nullptr, nullptr));
839030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
840030f984aSJacob Faibussowitsch }
841030f984aSJacob Faibussowitsch 
8420e6b6b59SJacob Faibussowitsch /* every device type has a vector of null PetscDeviceContexts -- one for each device */
8430e6b6b59SJacob Faibussowitsch static auto nullContexts          = std::array<std::vector<PetscDeviceContext>, PETSC_DEVICE_MAX>{};
8440e6b6b59SJacob Faibussowitsch static auto nullContextsFinalizer = false;
845030f984aSJacob Faibussowitsch 
846d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static PetscErrorCode PetscDeviceContextGetNullContextForDevice_Private(PetscBool user_set_device, PetscDevice device, PetscDeviceContext *dctx)
847d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
8480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscInt        devid;
8490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceType dtype;
850a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
851030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDevice(device, 2);
8530e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 3);
8540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscUnlikely(!nullContextsFinalizer)) {
8550e6b6b59SJacob Faibussowitsch     const auto finalizer = [] {
8560e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscFunctionBegin;
8570e6b6b59SJacob Faibussowitsch       for (auto &&dvec : nullContexts) {
8580e6b6b59SJacob Faibussowitsch         for (auto &&dctx : dvec) PetscCall(PetscDeviceContextDestroy(&dctx));
8590e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCallCXX(dvec.clear());
860030f984aSJacob Faibussowitsch       }
8610e6b6b59SJacob Faibussowitsch       nullContextsFinalizer = false;
862a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       PetscFunctionReturn(0);
863a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     };
864a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
8650e6b6b59SJacob Faibussowitsch     nullContextsFinalizer = true;
8660e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscRegisterFinalize(std::move(finalizer)));
8670e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
8680e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetDeviceId(device, &devid));
8690e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceGetType(device, &dtype));
8700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   {
8710e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto &ctxlist = nullContexts[dtype];
8720e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8730e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(devid >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Device ID (%" PetscInt_FMT ") must be positive", devid);
8740e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // need to resize the container if not big enough because incrementing the iterator in
8750e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // std::next() (if we haven't initialized that ctx yet) may cause it to fall outside the
8760e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // current size of the container.
8770e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (static_cast<std::size_t>(devid) >= ctxlist.size()) PetscCallCXX(ctxlist.resize(devid + 1));
8780e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (PetscUnlikely(!ctxlist[devid])) {
8790e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // we have not seen this device before
8800e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextCreate(dctx));
881403f9ca4SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscInfo(*dctx, "Initializing null PetscDeviceContext (of type %s) for device %" PetscInt_FMT "\n", PetscDeviceTypes[dtype], devid));
8820e6b6b59SJacob Faibussowitsch       {
8830e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto pobj   = PetscObjectCast(*dctx);
8840e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto name   = "null context " + std::to_string(devid);
8850e6b6b59SJacob Faibussowitsch         const auto prefix = "null_context_" + std::to_string(devid) + '_';
8860e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
8870e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscObjectSetName(pobj, name.c_str()));
8880e6b6b59SJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscObjectSetOptionsPrefix(pobj, prefix.c_str()));
8890e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
8900e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(*dctx, PETSC_STREAM_GLOBAL_BLOCKING));
8910e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetDevice_Private(*dctx, device, user_set_device));
8920e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(*dctx));
8930e6b6b59SJacob Faibussowitsch       // would use ctxlist.cbegin() but GCC 4.8 can't handle const iterator insert!
8940e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCallCXX(ctxlist.insert(std::next(ctxlist.begin(), devid), *dctx));
8950e6b6b59SJacob Faibussowitsch     } else *dctx = ctxlist[devid];
8960e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
897030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
898030f984aSJacob Faibussowitsch }
899030f984aSJacob Faibussowitsch 
9000e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*
9010e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Gets the "NULL" context for the current PetscDeviceType and PetscDevice. NULL contexts are
9020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   guaranteed to always be globally blocking.
9030e6b6b59SJacob Faibussowitsch */
904d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextGetNullContext_Internal(PetscDeviceContext *dctx)
905d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
9060e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContext gctx;
9070e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDevice        gdev = nullptr;
908030f984aSJacob Faibussowitsch 
909a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
910a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscValidPointer(dctx, 1);
9110e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetCurrentContext(&gctx));
9120e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetDevice(gctx, &gdev));
9130e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetNullContextForDevice_Private(gctx->usersetdevice, gdev, dctx));
914030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
915030f984aSJacob Faibussowitsch }
916030f984aSJacob Faibussowitsch 
917030f984aSJacob Faibussowitsch /*@C
918811af0c4SBarry Smith   PetscDeviceContextSetFromOptions - Configure a `PetscDeviceContext` from the options database
919030f984aSJacob Faibussowitsch 
9200e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Collective on `comm` or `dctx`
921030f984aSJacob Faibussowitsch 
922030f984aSJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
9230e6b6b59SJacob Faibussowitsch + comm - MPI communicator on which to query the options database (optional)
924811af0c4SBarry Smith - dctx - The `PetscDeviceContext` to configure
925030f984aSJacob Faibussowitsch 
926030f984aSJacob Faibussowitsch   Output Parameter:
927811af0c4SBarry Smith . dctx - The `PetscDeviceContext`
928030f984aSJacob Faibussowitsch 
9293c7db156SBarry Smith   Options Database Keys:
9300e6b6b59SJacob Faibussowitsch + -device_context_stream_type - type of stream to create inside the `PetscDeviceContext` -
9310e6b6b59SJacob Faibussowitsch    `PetscDeviceContextSetStreamType()`
932811af0c4SBarry Smith - -device_context_device_type - the type of `PetscDevice` to attach by default - `PetscDeviceType`
933030f984aSJacob Faibussowitsch 
9340e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
9350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   The user may pass `MPI_COMM_NULL` for `comm` in which case the communicator of `dctx` is
9360e6b6b59SJacob Faibussowitsch   used (which is always `PETSC_COMM_SELF`).
9370e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
938030f984aSJacob Faibussowitsch   Level: beginner
939030f984aSJacob Faibussowitsch 
9400e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextSetStreamType()`, `PetscDeviceContextSetDevice()`,
9410e6b6b59SJacob Faibussowitsch `PetscDeviceContextView()`
942030f984aSJacob Faibussowitsch @*/
943d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextSetFromOptions(MPI_Comm comm, PetscDeviceContext dctx)
944d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
9450e6b6b59SJacob Faibussowitsch   const auto pobj     = PetscObjectCast(dctx);
9460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto       dtype    = std::make_pair(PETSC_DEVICE_DEFAULT(), PETSC_FALSE);
9470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto       stype    = std::make_pair(PETSC_DEVICE_CONTEXT_DEFAULT_STREAM_TYPE, PETSC_FALSE);
948e6b8bd2aSJacob Faibussowitsch   MPI_Comm   old_comm = PETSC_COMM_SELF;
949030f984aSJacob Faibussowitsch 
950030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
9510e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // do not user getoptionalnullcontext here, the user is not allowed to set it from options!
9520e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidDeviceContext(dctx, 2);
9530e6b6b59SJacob Faibussowitsch   /* set the device type first */
9540e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceGetType(device, &dtype.first));
9550e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype.first));
9560e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9570e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (comm == MPI_COMM_NULL) {
9580e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectGetComm(pobj, &comm));
9590e6b6b59SJacob Faibussowitsch   } else {
9600e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // briefly set the communicator for dctx (it is always PETSC_COMM_SELF) so
9610e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // PetscObjectOptionsBegin() behaves as if dctx had comm
9620e6b6b59SJacob Faibussowitsch     old_comm = Petsc::util::exchange(pobj->comm, comm);
9630e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
9640e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9650e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscObjectOptionsBegin(pobj);
9660e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextQueryOptions_Internal(PetscOptionsObject, dtype, stype));
967d0609cedSBarry Smith   PetscOptionsEnd();
9680e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // reset the comm (should be PETSC_COMM_SELF)
9690e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (comm != MPI_COMM_NULL) pobj->comm = old_comm;
9700e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (dtype.second) PetscCall(PetscDeviceContextSetDefaultDeviceForType_Internal(dctx, dtype.first));
9710e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (stype.second) PetscCall(PetscDeviceContextSetStreamType(dctx, stype.first));
9720e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextSetUp(dctx));
9730e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
9740e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
9750e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9760e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
9770e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextView - View a `PetscDeviceContext`
9780e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9790e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Collective on `viewer`
9800e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9810e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
9820e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx - The `PetscDeviceContext`
9830e6b6b59SJacob Faibussowitsch - viewer - The `PetscViewer` to view `dctx` with (may be `NULL`)
9840e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9850e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Notes:
9860e6b6b59SJacob Faibussowitsch   If `viewer` is `NULL`, `PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD` is used instead, in which case this
9870e6b6b59SJacob Faibussowitsch   routine is collective on `PETSC_COMM_WORLD`.
9880e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9890e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
9900e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9910e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextViewFromOptions()`, `PetscDeviceView()`, `PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD`, `PetscDeviceContextCreate()`
9920e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
993d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextView(PetscDeviceContext dctx, PetscViewer viewer)
994d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
9950e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscBool iascii;
9960e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
9970e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
9980e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
9990e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (!viewer) PetscCall(PetscViewerASCIIGetStdout(PETSC_COMM_WORLD, &viewer));
10000e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidHeaderSpecific(viewer, PETSC_VIEWER_CLASSID, 2);
10010e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer), PETSCVIEWERASCII, &iascii));
10020e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (iascii) {
10030e6b6b59SJacob Faibussowitsch     auto        stype = PETSC_STREAM_DEFAULT_BLOCKING;
10040e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscViewer sub;
10050e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10060e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerGetSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sub));
10070e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectPrintClassNamePrefixType(PetscObjectCast(dctx), sub));
10080e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sub));
10090e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceContextGetStreamType(dctx, &stype));
10100e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "stream type: %s\n", PetscStreamTypes[stype]));
10110e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "children: %" PetscInt_FMT "\n", dctx->numChildren));
10120e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (const auto nchild = dctx->numChildren) {
10130e6b6b59SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sub));
10140e6b6b59SJacob Faibussowitsch       for (PetscInt i = 0; i < nchild; ++i) {
10150e6b6b59SJacob Faibussowitsch         if (i == nchild - 1) {
10160e6b6b59SJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "%" PetscInt64_FMT, dctx->childIDs[i]));
10170e6b6b59SJacob Faibussowitsch         } else {
10180e6b6b59SJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sub, "%" PetscInt64_FMT ", ", dctx->childIDs[i]));
10190e6b6b59SJacob Faibussowitsch         }
10200e6b6b59SJacob Faibussowitsch       }
10210e6b6b59SJacob Faibussowitsch     }
10220e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(sub));
10230e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sub));
10240e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerFlush(viewer));
10250e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(viewer));
10260e6b6b59SJacob Faibussowitsch   }
10270e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (const auto device = dctx->device) PetscCall(PetscDeviceView(device, viewer));
10280e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (iascii) PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(viewer));
10290e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
10300e6b6b59SJacob Faibussowitsch }
10310e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10320e6b6b59SJacob Faibussowitsch /*@C
10330e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscDeviceContextViewFromOptions - View a `PetscDeviceContext` from options
10340e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10350e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
10360e6b6b59SJacob Faibussowitsch + dctx - The `PetscDeviceContext` to view
10370e6b6b59SJacob Faibussowitsch . obj  - Optional `PetscObject` to associate (may be `NULL`)
10380e6b6b59SJacob Faibussowitsch - name - The command line option
10390e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10400e6b6b59SJacob Faibussowitsch   Level: beginner
10410e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
10420e6b6b59SJacob Faibussowitsch .seealso: `PetscDeviceContextView()`, `PetscObjectViewFromOptions()`, `PetscDeviceContextCreate()`
10430e6b6b59SJacob Faibussowitsch @*/
1044d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscDeviceContextViewFromOptions(PetscDeviceContext dctx, PetscObject obj, const char name[])
1045d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
10460e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
10470e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscDeviceContextGetOptionalNullContext_Internal(&dctx));
10480e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (obj) PetscValidHeader(obj, 2);
10490e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscValidCharPointer(name, 3);
10500e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectViewFromOptions(PetscObjectCast(dctx), obj, name));
1051030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
1052030f984aSJacob Faibussowitsch }
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