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 14a4af0ceeSJacob Faibussowitsch namespace Petsc 15a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 16030f984aSJacob Faibussowitsch 1717f48955SJacob Faibussowitsch namespace Device 18030f984aSJacob Faibussowitsch { 1917f48955SJacob Faibussowitsch 2017f48955SJacob Faibussowitsch namespace CUPM 2117f48955SJacob Faibussowitsch { 2217f48955SJacob Faibussowitsch 2317f48955SJacob Faibussowitsch // internal "impls" class for CUPMDevice. Each instance represents a single cupm device 2417f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 2517f48955SJacob Faibussowitsch class Device<T>::DeviceInternal 2617f48955SJacob Faibussowitsch { 2717f48955SJacob Faibussowitsch const int id_; 2817f48955SJacob Faibussowitsch bool devInitialized_ = false; 2917f48955SJacob Faibussowitsch cupmDeviceProp_t dprop_; // cudaDeviceProp appears to be an actual struct, i.e. you can't 30a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // initialize it with nullptr or NULL (i've tried) 31a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 3217f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(bool CUPMAwareMPI_()); 33030f984aSJacob Faibussowitsch 34030f984aSJacob Faibussowitsch public: 35030f984aSJacob Faibussowitsch // default constructor 3617f48955SJacob Faibussowitsch explicit constexpr DeviceInternal(int dev) noexcept : id_(dev) { } 37030f984aSJacob Faibussowitsch 38030f984aSJacob Faibussowitsch // gather all relevant information for a particular device, a cupmDeviceProp_t is 39030f984aSJacob Faibussowitsch // usually sufficient here 40a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode initialize() noexcept; 41a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode configure() noexcept; 42a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode view(PetscViewer) const noexcept; 43a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD PetscErrorCode finalize() noexcept; 44a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 4517f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto id() const -> decltype(id_) { return id_; } 4617f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto initialized() const -> decltype(devInitialized_) { return devInitialized_; } 4717f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_NODISCARD auto prop() const -> const decltype(dprop_)& { return dprop_; } 48a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 49a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // factory 5017f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(std::unique_ptr<DeviceInternal> makeDevice(int i)) 51030f984aSJacob Faibussowitsch { 5217f48955SJacob Faibussowitsch return std::unique_ptr<DeviceInternal>(new DeviceInternal(i)); 53030f984aSJacob Faibussowitsch } 54030f984aSJacob Faibussowitsch }; 55030f984aSJacob Faibussowitsch 56a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the goal here is simply to get the cupm backend to create its context, not to do any type of 57a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // modification of it, or create objects (since these may be affected by subsequent 58a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // configuration changes) 5917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 6017f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::initialize() noexcept 61030f984aSJacob Faibussowitsch { 62030f984aSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr; 63030f984aSJacob Faibussowitsch 64030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 6517f48955SJacob Faibussowitsch if (devInitialized_) PetscFunctionReturn(0); 6617f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = true; 67a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to do this BEFORE device has been set, although if the user 68a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // has already done this then we just ignore it 69a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmSetDeviceFlags(cupmDeviceMapHost) == cupmErrorSetOnActiveProcess) { 70a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // reset the error if it was cupmErrorSetOnActiveProcess 71a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto PETSC_UNUSED unused = cupmGetLastError(); 72a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else {CHKERRCUPM(cupmGetLastError());} 73a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // cuda 5.0+ will create a context when cupmSetDevice is called 7417f48955SJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) CHKERRCUPM(cupmGetLastError()); 75a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // forces cuda < 5.0 to initialize a context 76a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cerr = cupmFree(nullptr);CHKERRCUPM(cerr); 77a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // where is this variable defined and when is it set? who knows! but it is defined and set 78a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // at this point. either way, each device must make this check since I guess MPI might not be 79a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // aware of all of them? 80a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (use_gpu_aware_mpi) { 81a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // For OpenMPI, we could do a compile time check with 82a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // "defined(PETSC_HAVE_OMPI_MAJOR_VERSION) && defined(MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT) && 83a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // MPIX_CUDA_AWARE_SUPPORT" to see if it is CUDA-aware. However, recent versions of IBM 84a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // Spectrum MPI (e.g., 10.3.1) on Summit meet above conditions, but one has to use jsrun 85a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // --smpiargs=-gpu to really enable GPU-aware MPI. So we do the check at runtime with a 86a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // code that works only with GPU-aware MPI. 8717f48955SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely(!CUPMAwareMPI_())) { 88a4af0ceeSJacob 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"); 89a4af0ceeSJacob 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"); 90a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("If you do care, for IBM Spectrum MPI on OLCF Summit, you may need jsrun --smpiargs=-gpu.\n"); 91a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For OpenMPI, you need to configure it --with-cuda (https://www.open-mpi.org/faq/?category=buildcuda)\n"); 92a4af0ceeSJacob Faibussowitsch (*PetscErrorPrintf)("For MVAPICH2-GDR, you need to set MV2_USE_CUDA=1 (http://mvapich.cse.ohio-state.edu/userguide/gdr/)\n"); 93a4af0ceeSJacob 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"); 94a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_LIB); 95a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 96a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 97a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 98a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 99a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 10017f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 10117f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::configure() noexcept 102a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 103a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr; 104a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 105a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 106a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 1072c71b3e2SJacob Faibussowitsch PetscAssertFalse(!devInitialized_,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_COR,"Device %d being configured before it was initialized",id_); 108030f984aSJacob Faibussowitsch // why on EARTH nvidia insists on making otherwise informational states into 109030f984aSJacob Faibussowitsch // fully-fledged error codes is beyond me. Why couldn't a pointer to bool argument have 110030f984aSJacob Faibussowitsch // sufficed?!?!?! 11117f48955SJacob Faibussowitsch if (cupmSetDevice(id_) != cupmErrorDeviceAlreadyInUse) CHKERRCUPM(cupmGetLastError()); 112a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // need to update the device properties 11317f48955SJacob Faibussowitsch cerr = cupmGetDeviceProperties(&dprop_,id_);CHKERRCUPM(cerr); 1147d3de750SJacob Faibussowitsch ierr = PetscInfo(nullptr,"Configured device %d\n",id_);CHKERRQ(ierr); 115a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 116a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 117a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 11817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 11917f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::view(PetscViewer viewer) const noexcept 120a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 121a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool iascii; 122a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 123a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 124a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 1252c71b3e2SJacob Faibussowitsch PetscAssertFalse(!devInitialized_,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_COR,"Device %d being viewed before it was initialized or configured",id_); 12617f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscObjectTypeCompare(PetscObjectCast(viewer),PETSCVIEWERASCII,&iascii);CHKERRQ(ierr); 12717f48955SJacob Faibussowitsch if (iascii) { 12817f48955SJacob Faibussowitsch MPI_Comm comm; 12917f48955SJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 130*c0b02e83SStefano Zampini PetscViewer sviewer; 13117f48955SJacob Faibussowitsch 13217f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscObjectGetComm(PetscObjectCast(viewer),&comm);CHKERRQ(ierr); 133a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = MPI_Comm_rank(comm,&rank);CHKERRMPI(ierr); 134*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerGetSubViewer(viewer,PETSC_COMM_SELF,&sviewer);CHKERRQ(ierr); 135*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"[%d] device %d: %s\n",rank,id_,dprop_.name);CHKERRQ(ierr); 136*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPushTab(sviewer);CHKERRQ(ierr); 137*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Compute capability: %d.%d\n",dprop_.major,dprop_.minor);CHKERRQ(ierr); 138*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Multiprocessor Count: %d\n",dprop_.multiProcessorCount);CHKERRQ(ierr); 139*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Grid Dimensions: %d x %d x %d\n",dprop_.maxGridSize[0],dprop_.maxGridSize[1],dprop_.maxGridSize[2]);CHKERRQ(ierr); 140*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Block Dimensions: %d x %d x %d\n",dprop_.maxThreadsDim[0],dprop_.maxThreadsDim[1],dprop_.maxThreadsDim[2]);CHKERRQ(ierr); 141*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Maximum Threads Per Block: %d\n",dprop_.maxThreadsPerBlock);CHKERRQ(ierr); 142*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Warp Size: %d\n",dprop_.warpSize);CHKERRQ(ierr); 143*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Total Global Memory (bytes): %zu\n",dprop_.totalGlobalMem);CHKERRQ(ierr); 144*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Total Constant Memory (bytes): %zu\n",dprop_.totalConstMem);CHKERRQ(ierr); 145*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Shared Memory Per Block (bytes): %zu\n",dprop_.sharedMemPerBlock);CHKERRQ(ierr); 146*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Multiprocessor Clock Rate (KHz): %d\n",dprop_.clockRate);CHKERRQ(ierr); 147*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Memory Clock Rate (KHz): %d\n",dprop_.memoryClockRate);CHKERRQ(ierr); 148*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Memory Bus Width (bits): %d\n",dprop_.memoryBusWidth);CHKERRQ(ierr); 149*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Peak Memory Bandwidth (GB/s): %f\n",2.0*dprop_.memoryClockRate*(dprop_.memoryBusWidth/8)/1.0e6);CHKERRQ(ierr); 150*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Can map host memory: %s\n",dprop_.canMapHostMemory ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE");CHKERRQ(ierr); 151*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPrintf(sviewer,"Can execute multiple kernels concurrently: %s\n",dprop_.concurrentKernels ? "PETSC_TRUE" : "PETSC_FALSE");CHKERRQ(ierr); 152*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerASCIIPopTab(sviewer);CHKERRQ(ierr); 153*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerFlush(sviewer);CHKERRQ(ierr); 154*c0b02e83SStefano Zampini ierr = PetscViewerRestoreSubViewer(viewer,PETSC_COMM_SELF,&sviewer);CHKERRQ(ierr); 15517f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscViewerFlush(viewer);CHKERRQ(ierr); 15617f48955SJacob Faibussowitsch } 157a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 158a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 159a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 160a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static std::jmp_buf cupmMPIAwareJumpBuffer; 161a4af0ceeSJacob Faibussowitsch static bool cupmMPIAwareJumpBufferSet; 162a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 163a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // godspeed to anyone that attempts to call this function 164a4af0ceeSJacob Faibussowitsch void SilenceVariableIsNotNeededAndWillNotBeEmittedWarning_ThisFunctionShouldNeverBeCalled() 165a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 166a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PETSCABORT(MPI_COMM_NULL,INT_MAX); 167a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (cupmMPIAwareJumpBufferSet) (void)cupmMPIAwareJumpBuffer; 168a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 169a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 170a4af0ceeSJacob Faibussowitsch #define CHKCUPMAWARE(expr) if (PetscUnlikely((expr) != cupmSuccess)) return false; 171a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 17217f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 17317f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DEFN(bool Device<T>::DeviceInternal::CUPMAwareMPI_()) 174a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 175a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int bufSize = 2; 176a4af0ceeSJacob Faibussowitsch constexpr int hbuf[bufSize] = {1,0}; 177a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int *dbuf = nullptr; 17817f48955SJacob Faibussowitsch constexpr auto bytes = bufSize*sizeof(*dbuf); 17917f48955SJacob Faibussowitsch auto awareness = false; 180a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr; 181a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 182a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto cupmSignalHandler = [](int signal, void *ptr) -> PetscErrorCode { 183a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if ((signal == SIGSEGV) && cupmMPIAwareJumpBufferSet) std::longjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer,1); 184a4af0ceeSJacob Faibussowitsch return PetscSignalHandlerDefault(signal,ptr); 185a4af0ceeSJacob Faibussowitsch }; 186a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 187a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 18817f48955SJacob Faibussowitsch cerr = cupmMalloc(reinterpret_cast<void**>(&dbuf),bytes);CHKCUPMAWARE(cerr); 18917f48955SJacob Faibussowitsch cerr = cupmMemcpy(dbuf,hbuf,bytes,cupmMemcpyHostToDevice);CHKCUPMAWARE(cerr); 190a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscPushSignalHandler(cupmSignalHandler,nullptr);CHKERRABORT(PETSC_COMM_SELF,ierr); 191a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = true; 192a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (setjmp(cupmMPIAwareJumpBuffer)) { 193a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // if a segv was triggered in the MPI_Allreduce below, it is very likely due to MPI not 194a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // being GPU-aware 195a4af0ceeSJacob Faibussowitsch awareness = false; 196a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // control flow up until this point: 19717f48955SJacob Faibussowitsch // 1. CUPMDevice<T>::CUPMDeviceInternal::MPICUPMAware__() 198a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 2. MPI_Allreduce 199a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 3. SIGSEGV 200a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 4. PetscSignalHandler_Private 201a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 5. cupmSignalHandler (lambda function) 202a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 6. here 203a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // PetscSignalHandler_Private starts with PetscFunctionBegin and is pushed onto the stack 204a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so we must undo this. This would be most naturally done in cupmSignalHandler, however 205a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // the C/C++ standard dictates: 206a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 207a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // After invoking longjmp(), non-volatile-qualified local objects should not be accessed if 208a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // their values could have changed since the invocation of setjmp(). Their value in this 209a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // case is considered indeterminate, and accessing them is undefined behavior. 210a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // 211a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // so for safety (since we don't know what PetscStackPop may try to read/declare) we do it 212a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // outside of the longjmp control flow 213a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscStackPop; 214a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else if (!MPI_Allreduce(dbuf,dbuf+1,1,MPI_INT,MPI_SUM,PETSC_COMM_SELF)) awareness = true; 215a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cupmMPIAwareJumpBufferSet = false; 216a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscPopSignalHandler();CHKERRABORT(PETSC_COMM_SELF,ierr); 217a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cerr = cupmFree(dbuf);CHKCUPMAWARE(cerr); 218a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(awareness); 219a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 220a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 22117f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 22217f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::DeviceInternal::finalize() noexcept 223a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 224a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 22517f48955SJacob Faibussowitsch devInitialized_ = false; 226a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 227a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 228a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 22917f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 23017f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::finalize_() noexcept 231a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 232a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 23317f48955SJacob Faibussowitsch if (!initialized_) PetscFunctionReturn(0); 23417f48955SJacob Faibussowitsch for (auto&& device : devices_) { 235a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (device) { 236a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto ierr = device->finalize();CHKERRQ(ierr); 237a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device.reset(); 238a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 239a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 24017f48955SJacob Faibussowitsch defaultDevice_ = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; // disabled by default 24117f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = false; 242a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 243a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 244a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 24517f48955SJacob Faibussowitsch // these functions should be named identically to the option they produce where "CUPMTYPE" and 24617f48955SJacob Faibussowitsch // "cupmtype" are the uppercase and lowercase string versions of the cupm backend respectively 24717f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 24817f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* PetscDevice_CUPMTYPE_Options()) 24917f48955SJacob Faibussowitsch { 25017f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 25117f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "PetscDevice CUDA Options"; 25217f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "PetscDevice HIP Options"; 25317f48955SJacob Faibussowitsch } 254a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 255a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 25617f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 25717f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_enable_cupmtype()) 25817f48955SJacob Faibussowitsch { 25917f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 26017f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_enable_cuda"; 26117f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_enable_hip"; 26217f48955SJacob Faibussowitsch } 26317f48955SJacob Faibussowitsch } 264a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 26517f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 26617f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_select_cupmtype()) 26717f48955SJacob Faibussowitsch { 26817f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 26917f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_select_cuda"; 27017f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_select_hip"; 27117f48955SJacob Faibussowitsch } 27217f48955SJacob Faibussowitsch } 273a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 27417f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 27517f48955SJacob Faibussowitsch PETSC_CXX_COMPAT_DECL(PETSC_CONSTEXPR_14 const char* device_view_cupmtype()) 27617f48955SJacob Faibussowitsch { 27717f48955SJacob Faibussowitsch switch (T) { 27817f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::CUDA: return "-device_view_cuda"; 27917f48955SJacob Faibussowitsch case DeviceType::HIP: return "-device_view_hip"; 28017f48955SJacob Faibussowitsch } 28117f48955SJacob Faibussowitsch } 28217f48955SJacob Faibussowitsch 28317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 28417f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::initialize(MPI_Comm comm, PetscInt *defaultDeviceId, PetscDeviceInitType *defaultInitType) noexcept 285a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 286a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscInt initTypeCUPM = *defaultInitType,id = *defaultDeviceId; 287a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscBool view = PETSC_FALSE,flg; 288a4af0ceeSJacob Faibussowitsch int ndev; 289b2f36b75SJacob Faibussowitsch cupmError_t cerr; 290a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 291a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 292a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 29317f48955SJacob Faibussowitsch if (initialized_) PetscFunctionReturn(0); 29417f48955SJacob Faibussowitsch initialized_ = true; 29517f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscRegisterFinalize(finalize_);CHKERRQ(ierr); 296a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 297a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 29817f48955SJacob Faibussowitsch // the functions to populate the command line strings are named after the string they return 29917f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsBegin(comm,nullptr,PetscDevice_CUPMTYPE_Options<T>(),"Sys");CHKERRQ(ierr); 30017f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsEList(device_enable_cupmtype<T>(),"How (or whether) to initialize a device","CUPMDevice<CUPMDeviceType>::initialize()",PetscDeviceInitTypes,3,PetscDeviceInitTypes[initTypeCUPM],&initTypeCUPM,nullptr);CHKERRQ(ierr); 30117f48955SJacob Faibussowitsch ierr = 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());CHKERRQ(ierr); 30217f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsBool(device_view_cupmtype<T>(),"Display device information and assignments (forces eager initialization)",nullptr,view,&view,&flg);CHKERRQ(ierr); 303a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscOptionsEnd();CHKERRQ(ierr); 304a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 305a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 306a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cerr = cupmGetDeviceCount(&ndev); 307b2f36b75SJacob Faibussowitsch // post-process the options and lay the groundwork for initialization if needs be 308b2f36b75SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely((cerr == cupmErrorStubLibrary) || (cerr == cupmErrorNoDevice))) { 309a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikely((initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) || (view && flg))) { 310a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto name = cupmGetErrorName(cerr); 311a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto desc = cupmGetErrorString(cerr); 312a4af0ceeSJacob Faibussowitsch const auto backend = cupmName(); 31398921bdaSJacob 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); 314a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 315b2f36b75SJacob Faibussowitsch id = -cerr; 316a4af0ceeSJacob Faibussowitsch cerr = cupmGetLastError(); // reset error 317a4af0ceeSJacob Faibussowitsch initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_NONE; 318b2f36b75SJacob Faibussowitsch } else CHKERRCUPM(cerr); 319a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 320b2f36b75SJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_NONE) { 321b2f36b75SJacob Faibussowitsch if ((id > 0) || (id == PETSC_DECIDE)) id = PETSC_CUPM_DEVICE_NONE; 322b2f36b75SJacob Faibussowitsch } else { 323a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscDeviceCheckDeviceCount_Internal(ndev);CHKERRQ(ierr); 324a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) { 325a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (ndev) { 326a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscMPIInt rank; 327a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 328a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = MPI_Comm_rank(comm,&rank);CHKERRMPI(ierr); 329a4af0ceeSJacob Faibussowitsch id = rank % ndev; 330a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } else id = 0; 331a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 332a4af0ceeSJacob Faibussowitsch view = static_cast<decltype(view)>(view && flg); 333a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) initTypeCUPM = PETSC_DEVICE_INIT_EAGER; 334a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 335a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 33617f48955SJacob Faibussowitsch static_assert(std::is_same<PetscMPIInt,decltype(defaultDevice_)>::value,""); 337b2f36b75SJacob Faibussowitsch // id is PetscInt, _defaultDevice is int 33817f48955SJacob Faibussowitsch ierr = PetscMPIIntCast(id,&defaultDevice_);CHKERRQ(ierr); 339a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (initTypeCUPM == PETSC_DEVICE_INIT_EAGER) { 34017f48955SJacob Faibussowitsch devices_[defaultDevice_] = DeviceInternal::makeDevice(defaultDevice_); 34117f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[defaultDevice_]->initialize();CHKERRQ(ierr); 34217f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[defaultDevice_]->configure();CHKERRQ(ierr); 343a4af0ceeSJacob Faibussowitsch if (view) { 344a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscViewer vwr; 345a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 346a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscLogInitialize();CHKERRQ(ierr); 347a4af0ceeSJacob Faibussowitsch ierr = PetscViewerASCIIGetStdout(comm,&vwr);CHKERRQ(ierr); 34817f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[defaultDevice_]->view(vwr);CHKERRQ(ierr); 349a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 350a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 351a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 352a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // record the results of the initialization 353a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultInitType = static_cast<PetscDeviceInitType>(initTypeCUPM); 354a4af0ceeSJacob Faibussowitsch *defaultDeviceId = id; 355a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 356a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 357a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 35817f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 35917f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::getDevice(PetscDevice device, PetscInt id) const noexcept 360a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 361a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 362a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 363a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 36417f48955SJacob Faibussowitsch if (PetscUnlikelyDebug(defaultDevice_ < 0)) { 3652c71b3e2SJacob Faibussowitsch PetscCheckFalse(defaultDevice_ == PETSC_CUPM_DEVICE_NONE,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_ARG_WRONGSTATE,"Trying to retrieve a %s PetscDevice when it has been disabled",cupmName()); 36617f48955SJacob Faibussowitsch const auto cerr = static_cast<cupmError_t>(-defaultDevice_); 367b2f36b75SJacob Faibussowitsch 36898921bdaSJacob Faibussowitsch SETERRQ(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_GPU,"Cannot lazily initialize PetscDevice: %s error %d (%s) : %s",cupmName(),static_cast<PetscErrorCode>(cerr),cupmGetErrorName(cerr),cupmGetErrorString(cerr)); 369b2f36b75SJacob Faibussowitsch } 37017f48955SJacob Faibussowitsch if (id == PETSC_DECIDE) id = defaultDevice_; 3712c71b3e2SJacob Faibussowitsch PetscAssert(static_cast<std::size_t>(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); 37217f48955SJacob Faibussowitsch if (devices_[id]) { 3732c71b3e2SJacob 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()); 37417f48955SJacob Faibussowitsch } else devices_[id] = DeviceInternal::makeDevice(id); 37517f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[id]->initialize();CHKERRQ(ierr); 37617f48955SJacob Faibussowitsch device->deviceId = devices_[id]->id(); // technically id = _devices[id]->_id here 37717f48955SJacob Faibussowitsch device->ops->createcontext = create_; 378a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->configure = this->configureDevice; 379a4af0ceeSJacob Faibussowitsch device->ops->view = this->viewDevice; 380a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 381a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 382a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 38317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 38417f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::configureDevice(PetscDevice device) noexcept 385a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 386a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 387a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 388a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 38917f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[device->deviceId]->configure();CHKERRQ(ierr); 390a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 391a4af0ceeSJacob Faibussowitsch } 392a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 39317f48955SJacob Faibussowitsch template <DeviceType T> 39417f48955SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode Device<T>::viewDevice(PetscDevice device, PetscViewer viewer) noexcept 395a4af0ceeSJacob Faibussowitsch { 396a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscErrorCode ierr; 397a4af0ceeSJacob Faibussowitsch 398a4af0ceeSJacob Faibussowitsch PetscFunctionBegin; 399a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // now this __shouldn't__ reconfigure the device, but there is a petscinfo call to indicate 400a4af0ceeSJacob Faibussowitsch // it is being reconfigured 40117f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[device->deviceId]->configure();CHKERRQ(ierr); 40217f48955SJacob Faibussowitsch ierr = devices_[device->deviceId]->view(viewer);CHKERRQ(ierr); 403030f984aSJacob Faibussowitsch PetscFunctionReturn(0); 404030f984aSJacob Faibussowitsch } 405030f984aSJacob Faibussowitsch 406030f984aSJacob Faibussowitsch // explicitly instantiate the classes 407030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_CUDA) 40817f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::CUDA>; 409030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 410030f984aSJacob Faibussowitsch #if PetscDefined(HAVE_HIP) 41117f48955SJacob Faibussowitsch template class Device<DeviceType::HIP>; 412030f984aSJacob Faibussowitsch #endif 413030f984aSJacob Faibussowitsch 41417f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace CUPM 41517f48955SJacob Faibussowitsch 41617f48955SJacob Faibussowitsch } // namespace Device 41717f48955SJacob Faibussowitsch 418030f984aSJacob Faibussowitsch } // namespace Petsc 419