xref: /petsc/src/sys/objects/device/impls/cupm/cupmdevice.cxx (revision 0e6b6b5985dd9b1172860d21fb88bd3966bf7c54)
1*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/cpp/memory.hpp> // make_unique
2*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
3*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch #include "cupmdevice.hpp"
4*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
5a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <algorithm>
6a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csetjmp> // for cuda mpi awareness
7a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csignal> // SIGSEGV
8a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <iterator>
9a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <type_traits>
10030f984aSJacob Faibussowitsch 
119371c9d4SSatish Balay namespace Petsc {
12030f984aSJacob Faibussowitsch 
13*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch namespace device {
1417f48955SJacob Faibussowitsch 
15*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch namespace cupm {
1617f48955SJacob Faibussowitsch 
1717f48955SJacob Faibussowitsch // internal "impls" class for CUPMDevice. Each instance represents a single cupm device
1817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
199371c9d4SSatish Balay class Device<T>::DeviceInternal {
2017f48955SJacob Faibussowitsch   const int        id_;
2117f48955SJacob Faibussowitsch   bool             devInitialized_ = false;
22*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   cupmDeviceProp_t dprop_{}; // cudaDeviceProp appears to be an actual struct, i.e. you can't
23a4af0ceeSJacob Faibussowitsch                              // initialize it with nullptr or NULL (i've tried)
24a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
25*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PetscErrorCode CUPMAwareMPI_(bool *));
26030f984aSJacob Faibussowitsch 
27030f984aSJacob Faibussowitsch public:
28030f984aSJacob Faibussowitsch   // default constructor
2917f48955SJacob Faibussowitsch   explicit constexpr DeviceInternal(int dev) noexcept : id_(dev) { }
30030f984aSJacob Faibussowitsch 
31030f984aSJacob Faibussowitsch   // gather all relevant information for a particular device, a cupmDeviceProp_t is
32030f984aSJacob Faibussowitsch   // usually sufficient here
33a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD PetscErrorCode initialize() noexcept;
34a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD PetscErrorCode configure() noexcept;
35a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD PetscErrorCode view(PetscViewer) const noexcept;
36a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD PetscErrorCode getattribute(PetscDeviceAttribute, void *) const noexcept;
37a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
3817f48955SJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD auto id() const -> decltype(id_) { return id_; }
3917f48955SJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD auto initialized() const -> decltype(devInitialized_) { return devInitialized_; }
4017f48955SJacob Faibussowitsch   PETSC_NODISCARD auto prop() const -> const decltype(dprop_) & { return dprop_; }
41030f984aSJacob Faibussowitsch };
42030f984aSJacob Faibussowitsch 
43a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the goal here is simply to get the cupm backend to create its context, not to do any type of
44a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // modification of it, or create objects (since these may be affected by subsequent
45a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // configuration changes)
4617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
479371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::initialize() noexcept {
48030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
49*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (initialized()) PetscFunctionReturn(0);
5017f48955SJacob Faibussowitsch   devInitialized_ = true;
51a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // need to do this BEFORE device has been set, although if the user
52a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // has already done this then we just ignore it
53a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   if (cupmSetDeviceFlags(cupmDeviceMapHost) == cupmErrorSetOnActiveProcess) {
54a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // reset the error if it was cupmErrorSetOnActiveProcess
55a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     const auto PETSC_UNUSED unused = cupmGetLastError();
56*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   } else PetscCallCUPM(cupmGetLastError());
57a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // cuda 5.0+ will create a context when cupmSetDevice is called
589566063dSJacob Faibussowitsch   if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError());
59a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // forces cuda < 5.0 to initialize a context
609566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmFree(nullptr));
61a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // where is this variable defined and when is it set? who knows! but it is defined and set
62a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // at this point. either way, each device must make this check since I guess MPI might not be
63a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // aware of all of them?
64a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   if (use_gpu_aware_mpi) {
65*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     bool aware;
66*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
67*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(CUPMAwareMPI_(&aware));
68a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // For OpenMPI, we could do a compile time check with
69a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // "defined(PETSC_HAVE_OMPI_MAJOR_VERSION) && defined(MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT) &&
70a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT" to see if it is CUDA-aware. However, recent versions of IBM
71a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // Spectrum MPI (e.g., 10.3.1) on Summit meet above conditions, but one has to use jsrun
72a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // --smpiargs=-gpu to really enable GPU-aware MPI. So we do the check at runtime with a
73a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // code that works only with GPU-aware MPI.
74*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (PetscUnlikely(!aware)) {
75a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("PETSc is configured with GPU support, but your MPI is not GPU-aware. For better performance, please use a GPU-aware MPI.\n");
76a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("If you do not care, add option -use_gpu_aware_mpi 0. To not see the message again, add the option to your .petscrc, OR add it to the env var PETSC_OPTIONS.\n");
77a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("If you do care, for IBM Spectrum MPI on OLCF Summit, you may need jsrun --smpiargs=-gpu.\n");
78a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("For OpenMPI, you need to configure it --with-cuda (https://www.open-mpi.org/faq/?category=buildcuda)\n");
79a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("For MVAPICH2-GDR, you need to set MV2_USE_CUDA=1 (http://mvapich.cse.ohio-state.edu/userguide/gdr/)\n");
80a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       (*PetscErrorPrintf)("For Cray-MPICH, you need to set MPICH_RDMA_ENABLED_CUDA=1 (https://www.olcf.ornl.gov/tutorials/gpudirect-mpich-enabled-cuda/)\n");
81a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       PETSCABORT(PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_LIB);
82a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     }
83a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   }
84a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
85a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
86a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
8717f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
889371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::configure() noexcept {
89a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
90*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(initialized(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being configured before it was initialized", id());
91030f984aSJacob Faibussowitsch   // why on EARTH nvidia insists on making otherwise informational states into
92030f984aSJacob Faibussowitsch   // fully-fledged error codes is beyond me. Why couldn't a pointer to bool argument have
93030f984aSJacob Faibussowitsch   // sufficed?!?!?!
949566063dSJacob Faibussowitsch   if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError());
95a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // need to update the device properties
969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmGetDeviceProperties(&dprop_, id_));
979566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInfo(nullptr, "Configured device %d\n", id_));
98a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
99a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
100a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
10117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
1029371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::view(PetscViewer viewer) const noexcept {
103a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscBool iascii;
104a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
105a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
106*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(initialized(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being viewed before it was initialized or configured", id());
107*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // we don't print device-specific info in CI-mode
108*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscUnlikely(PetscCIEnabled)) PetscFunctionReturn(0);
1099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer), PETSCVIEWERASCII, &iascii));
11017f48955SJacob Faibussowitsch   if (iascii) {
11117f48955SJacob Faibussowitsch     MPI_Comm    comm;
11217f48955SJacob Faibussowitsch     PetscMPIInt rank;
113c0b02e83SStefano Zampini     PetscViewer sviewer;
11417f48955SJacob Faibussowitsch 
1159566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectGetComm(PetscObjectCast(viewer), &comm));
1169566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank));
1179566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerGetSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer));
118*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "[%d] name: %s\n", rank, dprop_.name));
1199566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sviewer));
1209566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Compute capability: %d.%d\n", dprop_.major, dprop_.minor));
1219566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Count: %d\n", dprop_.multiProcessorCount));
1229566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Grid Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxGridSize[0], dprop_.maxGridSize[1], dprop_.maxGridSize[2]));
1239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Block Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxThreadsDim[0], dprop_.maxThreadsDim[1], dprop_.maxThreadsDim[2]));
1249566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Threads Per Block: %d\n", dprop_.maxThreadsPerBlock));
1259566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Warp Size: %d\n", dprop_.warpSize));
1269566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Global Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalGlobalMem));
1279566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Constant Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalConstMem));
1289566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Shared Memory Per Block (bytes): %zu\n", dprop_.sharedMemPerBlock));
1299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.clockRate));
1309566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.memoryClockRate));
1319566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Bus Width (bits): %d\n", dprop_.memoryBusWidth));
1329566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Peak Memory Bandwidth (GB/s): %f\n", 2.0 * dprop_.memoryClockRate * (dprop_.memoryBusWidth / 8) / 1.0e6));
1339566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can map host memory: %s\n", dprop_.canMapHostMemory ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE"));
1349566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can execute multiple kernels concurrently: %s\n", dprop_.concurrentKernels ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE"));
1359566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(sviewer));
1369566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer));
1379566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscViewerFlush(viewer));
13817f48955SJacob Faibussowitsch   }
139a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
140a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
141a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
142a16fd2c9SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
143a16fd2c9SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::getattribute(PetscDeviceAttribute attr, void *value) const noexcept {
144a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
145a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(initialized(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d was not initialized", id());
146a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   switch (attr) {
147a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   case PETSC_DEVICE_ATTR_SIZE_T_SHARED_MEM_PER_BLOCK: *static_cast<std::size_t *>(value) = prop().sharedMemPerBlock;
148a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   case PETSC_DEVICE_ATTR_MAX: break;
149a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   }
150a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
151a16fd2c9SJacob Faibussowitsch }
152a16fd2c9SJacob Faibussowitsch 
153a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static std::jmp_buf cupmMPIAwareJumpBuffer;
154a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static bool         cupmMPIAwareJumpBufferSet;
155a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
156a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // godspeed to anyone that attempts to call this function
1579371c9d4SSatish Balay void SilenceVariableIsNotNeededAndWillNotBeEmittedWarning_ThisFunctionShouldNeverBeCalled() {
158a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PETSCABORT(MPI_COMM_NULL, INT_MAX);
159a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   if (cupmMPIAwareJumpBufferSet) (void)cupmMPIAwareJumpBuffer;
160a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
161a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
16217f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
163*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DEFN(PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::CUPMAwareMPI_(bool *awareness)) {
164a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   constexpr int  bufSize           = 2;
165a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   constexpr int  hbuf[bufSize]     = {1, 0};
166a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   int           *dbuf              = nullptr;
16717f48955SJacob Faibussowitsch   constexpr auto bytes             = bufSize * sizeof(*dbuf);
168a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   const auto     cupmSignalHandler = [](int signal, void *ptr) -> PetscErrorCode {
169a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     if ((signal == SIGSEGV) && cupmMPIAwareJumpBufferSet) std::longjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer, 1);
170a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     return PetscSignalHandlerDefault(signal, ptr);
171a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   };
172a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
173a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
174*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *awareness = false;
175*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmMalloc(reinterpret_cast<void **>(&dbuf), bytes));
176*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmMemcpy(dbuf, hbuf, bytes, cupmMemcpyHostToDevice));
177*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmDeviceSynchronize());
178*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscPushSignalHandler(cupmSignalHandler, nullptr));
179a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   cupmMPIAwareJumpBufferSet = true;
180a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   if (setjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer)) {
181a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // if a segv was triggered in the MPI_Allreduce below, it is very likely due to MPI not
182a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // being GPU-aware
183*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
184a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // control flow up until this point:
18517f48955SJacob Faibussowitsch     // 1. CUPMDevice<T>::CUPMDeviceInternal::MPICUPMAware__()
186a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // 2. MPI_Allreduce
187a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // 3. SIGSEGV
188a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // 4. PetscSignalHandler_Private
189a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // 5. cupmSignalHandler (lambda function)
190a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // 6. here
191a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // PetscSignalHandler_Private starts with PetscFunctionBegin and is pushed onto the stack
192a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // so we must undo this. This would be most naturally done in cupmSignalHandler, however
193a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // the C/C++ standard dictates:
194a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     //
195a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // After invoking longjmp(), non-volatile-qualified local objects should not be accessed if
196a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // their values could have changed since the invocation of setjmp(). Their value in this
197a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // case is considered indeterminate, and accessing them is undefined behavior.
198a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     //
199a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // so for safety (since we don't know what PetscStackPop may try to read/declare) we do it
200a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     // outside of the longjmp control flow
201a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     PetscStackPop;
202*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   } else if (!MPI_Allreduce(dbuf, dbuf + 1, 1, MPI_INT, MPI_SUM, PETSC_COMM_SELF)) *awareness = true;
203a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   cupmMPIAwareJumpBufferSet = false;
204*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscPopSignalHandler());
205*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCallCUPM(cupmFree(dbuf));
206a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
207a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
208a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
20917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
2109371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::finalize_() noexcept {
211a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
212*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (PetscUnlikely(!initialized_)) PetscFunctionReturn(0);
213*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   for (auto &&device : devices_) device.reset();
21417f48955SJacob Faibussowitsch   defaultDevice_ = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // disabled by default
21517f48955SJacob Faibussowitsch   initialized_   = false;
216a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
217a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
218a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
21917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
2209371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *CUPM_VISIBLE_DEVICES()) {
221e5265fafSJacob Faibussowitsch   switch (T) {
222e5265fafSJacob Faibussowitsch   case DeviceType::CUDA: return "CUDA_VISIBLE_DEVICES";
223e5265fafSJacob Faibussowitsch   case DeviceType::HIP: return "HIP_VISIBLE_DEVICES";
224e5265fafSJacob Faibussowitsch   }
225e5265fafSJacob Faibussowitsch   PetscUnreachable();
226e5265fafSJacob Faibussowitsch   return "PETSC_ERROR_PLIB";
227e5265fafSJacob Faibussowitsch }
228e5265fafSJacob Faibussowitsch 
229e5265fafSJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
230*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::initialize(MPI_Comm comm, PetscInt *defaultDeviceId, PetscBool *defaultView, PetscDeviceInitType *defaultInitType) noexcept {
231*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto initId   = std::make_pair(*defaultDeviceId, PETSC_FALSE);
232*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto initView = std::make_pair(*defaultView, PETSC_FALSE);
233*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   auto initType = std::make_pair(*defaultInitType, PETSC_FALSE);
2341c06a947SJacob Faibussowitsch   int  ndev     = 0;
235a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
236a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
23717f48955SJacob Faibussowitsch   if (initialized_) PetscFunctionReturn(0);
23817f48955SJacob Faibussowitsch   initialized_ = true;
2399566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscRegisterFinalize(finalize_));
240*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(base_type::PetscOptionDeviceAll(comm, initType, initId, initView));
241a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
242*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (initType.first == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) {
243*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     initId.first = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE;
244*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   } else if (const auto cerr = cupmGetDeviceCount(&ndev)) {
2456d70ba19SJacob Faibussowitsch     auto PETSC_UNUSED ignored = cupmGetLastError();
2461c06a947SJacob Faibussowitsch     // we won't be initializing anything anyways
247*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     initType.first            = PETSC_DEVICE_INIT_NONE;
2481c06a947SJacob Faibussowitsch     // save the error code for later
249*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     initId.first              = -static_cast<decltype(initId.first)>(cerr);
2501c06a947SJacob Faibussowitsch 
251*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     PetscCheck((initType.first != PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) && !initView.first, comm, PETSC_ERR_USER_INPUT, "Cannot eagerly initialize %s, as doing so results in %s error %d (%s) : %s", cupmName(), cupmName(), static_cast<PetscErrorCode>(cerr), cupmGetErrorName(cerr), cupmGetErrorString(cerr));
252e5265fafSJacob Faibussowitsch   }
253a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
2541c06a947SJacob Faibussowitsch   // check again for init type, since the device count may have changed it
255*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (initType.first == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) {
2561c06a947SJacob Faibussowitsch     // id < 0 (excluding PETSC_DECIDE) indicates an error has occurred during setup
257*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if ((initId.first > 0) || (initId.first == PETSC_DECIDE)) initId.first = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE;
258*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     // initType overrides initView
259*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     initView.first = PETSC_FALSE;
260b2f36b75SJacob Faibussowitsch   } else {
2619566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscDeviceCheckDeviceCount_Internal(ndev));
262*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (initId.first == PETSC_DECIDE) {
263a4af0ceeSJacob Faibussowitsch       if (ndev) {
264a4af0ceeSJacob Faibussowitsch         PetscMPIInt rank;
265a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
2669566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank));
267*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch         initId.first = rank % ndev;
268*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch       } else initId.first = 0;
269a4af0ceeSJacob Faibussowitsch     }
270*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch     if (initView.first) initType.first = PETSC_DEVICE_INIT_EAGER;
271a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   }
272a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
27317f48955SJacob Faibussowitsch   static_assert(std::is_same<PetscMPIInt, decltype(defaultDevice_)>::value, "");
274*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   // initId.first is PetscInt, _defaultDevice is int
275*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMPIIntCast(initId.first, &defaultDevice_));
276a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // record the results of the initialization
277*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *defaultDeviceId = initId.first;
278*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *defaultView     = initView.first;
279*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *defaultInitType = initType.first;
280a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
281a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
282a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
28317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
284*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::init_device_id_(PetscInt *inid) const noexcept {
285*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   const auto id   = *inid == PETSC_DECIDE ? defaultDevice_ : *inid;
286bf025ffbSJacob Faibussowitsch   const auto cerr = static_cast<cupmError_t>(-defaultDevice_);
287a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
288a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
289bf025ffbSJacob Faibussowitsch   PetscCheck(defaultDevice_ != PETSC_CUPM_DEVICE_NONE, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE, "Trying to retrieve a %s PetscDevice when it has been disabled", cupmName());
290bf025ffbSJacob Faibussowitsch   PetscCheck(defaultDevice_ >= 0, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_GPU, "Cannot lazily initialize PetscDevice: %s error %d (%s) : %s", cupmName(), static_cast<PetscErrorCode>(cerr), cupmGetErrorName(cerr), cupmGetErrorString(cerr));
291bf025ffbSJacob Faibussowitsch   PetscAssert(static_cast<decltype(devices_.size())>(id) < devices_.size(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_ARG_OUTOFRANGE, "Only supports %zu number of devices but trying to get device with id %" PetscInt_FMT, devices_.size(), id);
292*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch 
293*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   if (!devices_[id]) devices_[id] = util::make_unique<DeviceInternal>(id);
2942c71b3e2SJacob Faibussowitsch   PetscAssert(id == devices_[id]->id(), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Entry %" PetscInt_FMT " contains device with mismatching id %d", id, devices_[id]->id());
2959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(devices_[id]->initialize());
296*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   *inid = id;
297a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
298a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
299a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
30017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
301*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::configure_device_(PetscDevice device) noexcept {
302a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
3039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure());
304a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
305a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }
306a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 
30717f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
308*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::view_device_(PetscDevice device, PetscViewer viewer) noexcept {
309a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
310a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // now this __shouldn't__ reconfigure the device, but there is a petscinfo call to indicate
311a4af0ceeSJacob Faibussowitsch   // it is being reconfigured
3129566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure());
3139566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(devices_[device->deviceId]->view(viewer));
314030f984aSJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
315030f984aSJacob Faibussowitsch }
316030f984aSJacob Faibussowitsch 
317a16fd2c9SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T>
318*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::get_attribute_(PetscInt id, PetscDeviceAttribute attr, void *value) noexcept {
319a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
320*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch   PetscCall(devices_[id]->getattribute(attr, value));
321a16fd2c9SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(0);
322a16fd2c9SJacob Faibussowitsch }
323a16fd2c9SJacob Faibussowitsch 
324030f984aSJacob Faibussowitsch // explicitly instantiate the classes
325030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_CUDA)
32617f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::CUDA>;
327030f984aSJacob Faibussowitsch #endif
328030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_HIP)
32917f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::HIP>;
330030f984aSJacob Faibussowitsch #endif
331030f984aSJacob Faibussowitsch 
332*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace cupm
33317f48955SJacob Faibussowitsch 
334*0e6b6b59SJacob Faibussowitsch } // namespace device
33517f48955SJacob Faibussowitsch 
336030f984aSJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc
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