1030f984aSJacob Faibussowitsch #include "../../interface/cupmdevice.hpp" 2a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <algorithm> 3a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csetjmp> // for cuda mpi awareness 4a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <csignal> // SIGSEGV 5a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <iterator> 6a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #include <type_traits> 7030f984aSJacob Faibussowitsch 8a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(USE_LOG) 9a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_INTERN PetscErrorCode PetscLogInitialize(void); 10a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #else 11a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #define PetscLogInitialize() 0 12a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #endif 13a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 14*9371c9d4SSatish Balay namespace Petsc { 15030f984aSJacob Faibussowitsch 16*9371c9d4SSatish Balay namespace Device { 1717f48955SJacob Faibussowitsch 18*9371c9d4SSatish Balay namespace CUPM { 1917f48955SJacob Faibussowitsch 2017f48955SJacob Faibussowitsch // internal "impls" class for CUPMDevice. Each instance represents a single cupm device 2117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 22*9371c9d4SSatish Balay class Device<T>::DeviceInternal { 2317f48955SJacob Faibussowitsch const int id_; 2417f48955SJacob Faibussowitsch bool devInitialized_ = false; 2517f48955SJacob Faibussowitsch cupmDeviceProp_t dprop_; // cudaDeviceProp appears to be an actual struct, i.e. you can't 26a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // initialize it with nullptr or NULL (i've tried) 27a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 2817f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(bool CUPMAwareMPI_()); 29030f984aSJacob Faibussowitsch 30030f984aSJacob Faibussowitsch public: 31030f984aSJacob Faibussowitsch // default constructor 3217f48955SJacob Faibussowitsch explicit constexpr DeviceInternal(int dev) noexcept : id_(dev) { } 33030f984aSJacob Faibussowitsch 34030f984aSJacob Faibussowitsch // gather all relevant information for a particular device, a cupmDeviceProp_t is 35030f984aSJacob Faibussowitsch // usually sufficient here 36a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode initialize() noexcept; 37a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode configure() noexcept; 38a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode view(PetscViewer) const noexcept; 39a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode finalize() noexcept; 40a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 4117f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto id() const -> decltype(id_) { return id_; } 4217f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto initialized() const -> decltype(devInitialized_) { return devInitialized_; } 4317f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto prop() const -> const decltype(dprop_) & { return dprop_; } 44a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 45a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // factory 46*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(std::unique_ptr<DeviceInternal> makeDevice(int i)) { return std::unique_ptr<DeviceInternal>(new DeviceInternal(i)); } 47030f984aSJacob Faibussowitsch }; 48030f984aSJacob Faibussowitsch 49a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the goal here is simply to get the cupm backend to create its context, not to do any type of 50a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // modification of it, or create objects (since these may be affected by subsequent 51a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // configuration changes) 5217f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 53*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::initialize() noexcept { 54030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 5517f48955SJacob Faibussowitsch if (devInitialized_) PetscFunctionReturn(0); 5617f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = true; 57a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to do this BEFORE device has been set, although if the user 58a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // has already done this then we just ignore it 59a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDeviceFlags(cupmDeviceMapHost) == cupmErrorSetOnActiveProcess) { 60a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // reset the error if it was cupmErrorSetOnActiveProcess 61a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto PETSC_UNUSED unused = cupmGetLastError(); 62*9371c9d4SSatish Balay } else { 63*9371c9d4SSatish Balay PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 64*9371c9d4SSatish Balay } 65a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // cuda 5.0+ will create a context when cupmSetDevice is called 669566063dSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 67a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // forces cuda < 5.0 to initialize a context 689566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallCUPM(cupmFree(nullptr)); 69a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // where is this variable defined and when is it set? who knows! but it is defined and set 70a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // at this point. either way, each device must make this check since I guess MPI might not be 71a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // aware of all of them? 72a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (use_gpu_aware_mpi) { 73a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // For OpenMPI, we could do a compile time check with 74a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // "defined(PETSC_HAVE_OMPI_MAJOR_VERSION) && defined(MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT) && 75a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT" to see if it is CUDA-aware. However, recent versions of IBM 76a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // Spectrum MPI (e.g., 10.3.1) on Summit meet above conditions, but one has to use jsrun 77a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // --smpiargs=-gpu to really enable GPU-aware MPI. So we do the check at runtime with a 78a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // code that works only with GPU-aware MPI. 7917f48955SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(!CUPMAwareMPI_())) { 80a4af0ceeSJacob 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"); 81a4af0ceeSJacob 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"); 82a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("If you do care, for IBM Spectrum MPI on OLCF Summit, you may need jsrun --smpiargs=-gpu.\n"); 83a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For OpenMPI, you need to configure it --with-cuda (https://www.open-mpi.org/faq/?category=buildcuda)\n"); 84a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For MVAPICH2-GDR, you need to set MV2_USE_CUDA=1 (http://mvapich.cse.ohio-state.edu/userguide/gdr/)\n"); 85a4af0ceeSJacob 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"); 86a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_LIB); 87a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 88a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 89a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 90a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 91a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 9217f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 93*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::configure() noexcept { 94a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 95bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being configured before it was initialized", id_); 96030f984aSJacob Faibussowitsch // why on EARTH nvidia insists on making otherwise informational states into 97030f984aSJacob Faibussowitsch // fully-fledged error codes is beyond me. Why couldn't a pointer to bool argument have 98030f984aSJacob Faibussowitsch // sufficed?!?!?! 999566063dSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) PetscCallCUPM(cupmGetLastError()); 100a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to update the device properties 1019566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallCUPM(cupmGetDeviceProperties(&dprop_, id_)); 1029566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscInfo(nullptr, "Configured device %d\n", id_)); 103a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 104a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 105a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 10617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 107*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::view(PetscViewer viewer) const noexcept { 108a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool iascii; 109a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 110a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 111bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscAssert(devInitialized_, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_COR, "Device %d being viewed before it was initialized or configured", id_); 1129566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer), PETSCVIEWERASCII, &iascii)); 11317f48955SJacob Faibussowitsch if (iascii) { 11417f48955SJacob Faibussowitsch MPI_Comm comm; 11517f48955SJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 116c0b02e83SStefano Zampini PetscViewer sviewer; 11717f48955SJacob Faibussowitsch 1189566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscObjectGetComm(PetscObjectCast(viewer), &comm)); 1199566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank)); 1209566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerGetSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer)); 1219566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "[%d] device %d: %s\n", rank, id_, dprop_.name)); 1229566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPushTab(sviewer)); 1239566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Compute capability: %d.%d\n", dprop_.major, dprop_.minor)); 1249566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Count: %d\n", dprop_.multiProcessorCount)); 1259566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Grid Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxGridSize[0], dprop_.maxGridSize[1], dprop_.maxGridSize[2])); 1269566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Block Dimensions: %d x %d x %d\n", dprop_.maxThreadsDim[0], dprop_.maxThreadsDim[1], dprop_.maxThreadsDim[2])); 1279566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Maximum Threads Per Block: %d\n", dprop_.maxThreadsPerBlock)); 1289566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Warp Size: %d\n", dprop_.warpSize)); 1299566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Global Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalGlobalMem)); 1309566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Total Constant Memory (bytes): %zu\n", dprop_.totalConstMem)); 1319566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Shared Memory Per Block (bytes): %zu\n", dprop_.sharedMemPerBlock)); 1329566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Multiprocessor Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.clockRate)); 1339566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Clock Rate (KHz): %d\n", dprop_.memoryClockRate)); 1349566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Memory Bus Width (bits): %d\n", dprop_.memoryBusWidth)); 1359566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Peak Memory Bandwidth (GB/s): %f\n", 2.0 * dprop_.memoryClockRate * (dprop_.memoryBusWidth / 8) / 1.0e6)); 1369566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can map host memory: %s\n", dprop_.canMapHostMemory ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 1379566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPrintf(sviewer, "Can execute multiple kernels concurrently: %s\n", dprop_.concurrentKernels ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE")); 1389566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIPopTab(sviewer)); 1399566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerFlush(sviewer)); 1409566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerRestoreSubViewer(viewer, PETSC_COMM_SELF, &sviewer)); 1419566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerFlush(viewer)); 14217f48955SJacob Faibussowitsch } 143a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 144a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 145a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 146a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static std::jmp_buf cupmMPIAwareJumpBuffer; 147a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static bool cupmMPIAwareJumpBufferSet; 148a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 149a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // godspeed to anyone that attempts to call this function 150*9371c9d4SSatish Balay void SilenceVariableIsNotNeededAndWillNotBeEmittedWarning_ThisFunctionShouldNeverBeCalled() { 151a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(MPI_COMM_NULL, INT_MAX); 152a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmMPIAwareJumpBufferSet) (void)cupmMPIAwareJumpBuffer; 153a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 154a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 155*9371c9d4SSatish Balay #define CHKCUPMAWARE(...) \ 156*9371c9d4SSatish Balay do { \ 1575f80ce2aSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr_ = __VA_ARGS__; \ 1585f80ce2aSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(cerr_ != cupmSuccess)) return false; \ 1595f80ce2aSJacob Faibussowitsch } while (0) 160a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 16117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 162*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DEFN(bool Device<T>::DeviceInternal::CUPMAwareMPI_()) { 163a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int bufSize = 2; 164a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int hbuf[bufSize] = {1, 0}; 165a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int *dbuf = nullptr; 16617f48955SJacob Faibussowitsch constexpr auto bytes = bufSize * sizeof(*dbuf); 16717f48955SJacob Faibussowitsch auto awareness = false; 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; 1745f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMalloc(reinterpret_cast<void **>(&dbuf), bytes)); 1755f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmMemcpy(dbuf, hbuf, bytes, cupmMemcpyHostToDevice)); 1769566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscPushSignalHandler(cupmSignalHandler, nullptr)); 177a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = true; 178a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (setjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer)) { 179a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // if a segv was triggered in the MPI_Allreduce below, it is very likely due to MPI not 180a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // being GPU-aware 181a4af0ceeSJacob Faibussowitsch awareness = false; 182a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // control flow up until this point: 18317f48955SJacob Faibussowitsch // 1. CUPMDevice<T>::CUPMDeviceInternal::MPICUPMAware__() 184a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 2. MPI_Allreduce 185a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 3. SIGSEGV 186a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 4. PetscSignalHandler_Private 187a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 5. cupmSignalHandler (lambda function) 188a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 6. here 189a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // PetscSignalHandler_Private starts with PetscFunctionBegin and is pushed onto the stack 190a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so we must undo this. This would be most naturally done in cupmSignalHandler, however 191a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the C/C++ standard dictates: 192a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 193a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // After invoking longjmp(), non-volatile-qualified local objects should not be accessed if 194a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // their values could have changed since the invocation of setjmp(). Their value in this 195a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // case is considered indeterminate, and accessing them is undefined behavior. 196a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 197a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so for safety (since we don't know what PetscStackPop may try to read/declare) we do it 198a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // outside of the longjmp control flow 199a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscStackPop; 200a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else if (!MPI_Allreduce(dbuf, dbuf + 1, 1, MPI_INT, MPI_SUM, PETSC_COMM_SELF)) awareness = true; 201a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = false; 2029566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscPopSignalHandler()); 2035f80ce2aSJacob Faibussowitsch CHKCUPMAWARE(cupmFree(dbuf)); 204a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(awareness); 205a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 206a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 207bf025ffbSJacob Faibussowitsch #undef CHKCUPMAWARE 208bf025ffbSJacob Faibussowitsch 20917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 210*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::finalize() noexcept { 211a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 21217f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = false; 213a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 214a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 215a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 21617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 217*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::finalize_() noexcept { 218a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 21917f48955SJacob Faibussowitsch if (!initialized_) PetscFunctionReturn(0); 22017f48955SJacob Faibussowitsch for (auto &&device : devices_) { 221a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (device) { 2229566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(device->finalize()); 223a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device.reset(); 224a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 225a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 22617f48955SJacob Faibussowitsch defaultDevice_ = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // disabled by default 22717f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = false; 228a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 229a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 230a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 23117f48955SJacob Faibussowitsch // these functions should be named identically to the option they produce where "CUPMTYPE" and 23217f48955SJacob Faibussowitsch // "cupmtype" are the uppercase and lowercase string versions of the cupm backend respectively 23317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 234*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *PetscDevice_CUPMTYPE_Options()) { 23517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 23617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "PetscDevice CUDA Options"; 23717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "PetscDevice HIP Options"; 23817f48955SJacob Faibussowitsch } 239bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 240bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 241a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 242a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 24317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 244*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_enable_cupmtype()) { 24517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 24617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_enable_cuda"; 24717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_enable_hip"; 24817f48955SJacob Faibussowitsch } 249bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 250bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 25117f48955SJacob Faibussowitsch } 252a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 25317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 254*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_select_cupmtype()) { 25517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 25617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_select_cuda"; 25717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_select_hip"; 25817f48955SJacob Faibussowitsch } 259bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 260bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 26117f48955SJacob Faibussowitsch } 262a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 26317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 264*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *device_view_cupmtype()) { 26517f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 26617f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_view_cuda"; 26717f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_view_hip"; 26817f48955SJacob Faibussowitsch } 269bf025ffbSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 270bf025ffbSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 27117f48955SJacob Faibussowitsch } 27217f48955SJacob Faibussowitsch 27317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 274*9371c9d4SSatish Balay PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char *CUPM_VISIBLE_DEVICES()) { 275e5265fafSJacob Faibussowitsch switch (T) { 276e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "CUDA_VISIBLE_DEVICES"; 277e5265fafSJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "HIP_VISIBLE_DEVICES"; 278e5265fafSJacob Faibussowitsch } 279e5265fafSJacob Faibussowitsch PetscUnreachable(); 280e5265fafSJacob Faibussowitsch return "PETSC_ERROR_PLIB"; 281e5265fafSJacob Faibussowitsch } 282e5265fafSJacob Faibussowitsch 283e5265fafSJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 284*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::initialize(MPI_Comm comm, PetscInt *defaultDeviceId, PetscDeviceInitType *defaultInitType) noexcept { 285a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscInt initTypeCUPM = *defaultInitType, id = *defaultDeviceId; 286a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool view = PETSC_FALSE, flg; 2871c06a947SJacob Faibussowitsch int ndev = 0; 288a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 289a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 29017f48955SJacob Faibussowitsch if (initialized_) PetscFunctionReturn(0); 29117f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = true; 2929566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscRegisterFinalize(finalize_)); 293a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 294a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 29517f48955SJacob Faibussowitsch // the functions to populate the command line strings are named after the string they return 296d0609cedSBarry Smith PetscOptionsBegin(comm, nullptr, PetscDevice_CUPMTYPE_Options<T>(), "Sys"); 2979566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscOptionsEList(device_enable_cupmtype<T>(), "How (or whether) to initialize a device", "CUPMDevice<CUPMDeviceType>::initialize()", PetscDeviceInitTypes, 3, PetscDeviceInitTypes[initTypeCUPM], &initTypeCUPM, nullptr)); 2989566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscOptionsRangeInt(device_select_cupmtype<T>(), "Which device to use. Pass " PetscStringize(PETSC_DECIDE) " to have PETSc decide or (given they exist) [0-NUM_DEVICE) for a specific device", "PetscDeviceCreate", id, &id, nullptr, PETSC_DECIDE, std::numeric_limits<decltype(defaultDevice_)>::max())); 2999566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscOptionsBool(device_view_cupmtype<T>(), "Display device information and assignments (forces eager initialization)", nullptr, view, &view, &flg)); 300d0609cedSBarry Smith PetscOptionsEnd(); 301a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 302a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3031c06a947SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 3041c06a947SJacob Faibussowitsch id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 3051c06a947SJacob Faibussowitsch } else if (auto cerr = cupmGetDeviceCount(&ndev)) { 3066d70ba19SJacob Faibussowitsch auto PETSC_UNUSED ignored = cupmGetLastError(); 3071c06a947SJacob Faibussowitsch // we won't be initializing anything anyways 3081c06a947SJacob Faibussowitsch initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_NONE; 3091c06a947SJacob Faibussowitsch // save the error code for later 3101c06a947SJacob Faibussowitsch id = -static_cast<decltype(id)>(cerr); 3111c06a947SJacob Faibussowitsch 312a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely((initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) || (view && flg))) { 313a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto name = cupmGetErrorName(cerr); 314a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto desc = cupmGetErrorString(cerr); 315a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto backend = cupmName(); 31698921bdaSJacob Faibussowitsch SETERRQ(comm, PETSC_ERR_USER_INPUT, "Cannot eagerly initialize %s, as doing so results in %s error %d (%s) : %s", backend, backend, static_cast<PetscErrorCode>(cerr), name, desc); 317a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 318e5265fafSJacob Faibussowitsch } 319a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3201c06a947SJacob Faibussowitsch // check again for init type, since the device count may have changed it 321b2f36b75SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 3221c06a947SJacob Faibussowitsch // id < 0 (excluding PETSC_DECIDE) indicates an error has occurred during setup 323b2f36b75SJacob Faibussowitsch if ((id > 0) || (id == PETSC_DECIDE)) id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 324b2f36b75SJacob Faibussowitsch } else { 3259566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscDeviceCheckDeviceCount_Internal(ndev)); 326a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) { 327a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (ndev) { 328a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 329a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3309566063dSJacob Faibussowitsch PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(comm, &rank)); 331a4af0ceeSJacob Faibussowitsch id = rank % ndev; 332a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else id = 0; 333a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 334a4af0ceeSJacob Faibussowitsch view = static_cast<decltype(view)>(view && flg); 335a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_EAGER; 336a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 337a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 33817f48955SJacob Faibussowitsch static_assert(std::is_same<PetscMPIInt, decltype(defaultDevice_)>::value, ""); 339b2f36b75SJacob Faibussowitsch // id is PetscInt, _defaultDevice is int 3409566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscMPIIntCast(id, &defaultDevice_)); 341a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) { 34217f48955SJacob Faibussowitsch devices_[defaultDevice_] = DeviceInternal::makeDevice(defaultDevice_); 3439566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->initialize()); 3449566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->configure()); 345a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) { 346a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscViewer vwr; 347a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3489566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscLogInitialize()); 3499566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(PetscViewerASCIIGetStdout(comm, &vwr)); 3509566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[defaultDevice_]->view(vwr)); 351a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 352a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 353a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 354a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // record the results of the initialization 355a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultInitType = static_cast<PetscDeviceInitType>(initTypeCUPM); 356a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultDeviceId = id; 357a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 358a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 359a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 36017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 361*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::getDevice(PetscDevice device, PetscInt id) const noexcept { 362bf025ffbSJacob Faibussowitsch const auto cerr = static_cast<cupmError_t>(-defaultDevice_); 363a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 364a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 365bf025ffbSJacob 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()); 366bf025ffbSJacob 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)); 36717f48955SJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) id = defaultDevice_; 368bf025ffbSJacob 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); 36917f48955SJacob Faibussowitsch if (devices_[id]) { 3702c71b3e2SJacob 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()); 37117f48955SJacob Faibussowitsch } else devices_[id] = DeviceInternal::makeDevice(id); 3729566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[id]->initialize()); 37317f48955SJacob Faibussowitsch device->deviceId = devices_[id]->id(); // technically id = _devices[id]->_id here 37417f48955SJacob Faibussowitsch device->ops->createcontext = create_; 375a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->configure = this->configureDevice; 376a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->view = this->viewDevice; 377a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 378a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 379a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 38017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 381*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::configureDevice(PetscDevice device) noexcept { 382a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 3839566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure()); 384a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 385a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 386a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 38717f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 388*9371c9d4SSatish Balay PetscErrorCode Device<T>::viewDevice(PetscDevice device, PetscViewer viewer) noexcept { 389a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 390a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // now this __shouldn't__ reconfigure the device, but there is a petscinfo call to indicate 391a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // it is being reconfigured 3929566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->configure()); 3939566063dSJacob Faibussowitsch PetscCall(devices_[device->deviceId]->view(viewer)); 394030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 395030f984aSJacob Faibussowitsch } 396030f984aSJacob Faibussowitsch 397030f984aSJacob Faibussowitsch // explicitly instantiate the classes 398030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_CUDA) 39917f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::CUDA>; 400030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 401030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_HIP) 40217f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::HIP>; 403030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 404030f984aSJacob Faibussowitsch 40517f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace CUPM 40617f48955SJacob Faibussowitsch 40717f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace Device 40817f48955SJacob Faibussowitsch 409030f984aSJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc 410