Line data Source code
1 : #ifndef AMREX_PARALLEL_REDUCE_H_
2 : #define AMREX_PARALLEL_REDUCE_H_
3 : #include <AMReX_Config.H>
4 :
5 : #include <AMReX.H>
6 : #include <AMReX_Functional.H>
7 : #include <AMReX_ParallelDescriptor.H>
8 : #include <AMReX_Print.H>
9 : #include <AMReX_Vector.H>
10 : #include <type_traits>
11 :
12 : namespace amrex {
13 :
14 : namespace detail {
15 :
16 : enum ReduceOp : int {
17 : max = 0,
18 : min,
19 : sum,
20 : lor,
21 : land
22 : };
23 :
24 : #ifdef BL_USE_MPI
25 :
26 : // NOTE: the order of these needs to match the order in the ReduceOp enum above
27 : const std::array<MPI_Op, 5> mpi_ops = {{
28 : MPI_MAX,
29 : MPI_MIN,
30 : MPI_SUM,
31 : MPI_LOR,
32 : MPI_LAND
33 : }};
34 :
35 : template<typename T>
36 2052 : inline void Reduce (ReduceOp op, T* v, int cnt, int root, MPI_Comm comm)
37 : {
38 2052 : auto mpi_op = mpi_ops[static_cast<int>(op)]; // NOLINT
39 2052 : if (root == -1) {
40 : // TODO: add BL_COMM_PROFILE commands
41 1026 : MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, v, cnt, ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
42 : mpi_op, comm);
43 : } else {
44 : // TODO: add BL_COMM_PROFILE commands
45 1026 : const auto* sendbuf = (ParallelDescriptor::MyProc(comm) == root) ?
46 : (void const*)(MPI_IN_PLACE) : (void const*) v;
47 1026 : MPI_Reduce(sendbuf, v, cnt, ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
48 : mpi_op, root, comm);
49 : }
50 2052 : }
51 :
52 : template<typename T>
53 : inline void Reduce (ReduceOp op, T& v, int root, MPI_Comm comm) {
54 : Reduce(op, &v, 1, root, comm);
55 : }
56 :
57 : template<typename T>
58 1026 : inline void Reduce (ReduceOp op, Vector<std::reference_wrapper<T> > const & v,
59 : int root, MPI_Comm comm)
60 : {
61 2052 : Vector<T> sndrcv(std::begin(v), std::end(v));
62 1026 : Reduce(op, sndrcv.data(), v.size(), root, comm);
63 3078 : for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
64 2052 : v[i].get() = sndrcv[i];
65 : }
66 1026 : }
67 :
68 : template<typename T>
69 : inline void Gather (const T* v, int cnt, T* vs, int root, MPI_Comm comm)
70 : {
71 : auto mpi_type = ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type();
72 : if (root == -1) {
73 : // TODO: check these BL_COMM_PROFILE commands
74 : BL_COMM_PROFILE(BLProfiler::Allgather, sizeof(T), BLProfiler::BeforeCall(),
75 : BLProfiler::NoTag());
76 : // const_cast for MPI-2
77 : MPI_Allgather(const_cast<T*>(v), cnt, mpi_type, vs, cnt, mpi_type, comm);
78 : BL_COMM_PROFILE(BLProfiler::Allgather, sizeof(T), BLProfiler::AfterCall(),
79 : BLProfiler::NoTag());
80 : } else {
81 : // TODO: add BL_COMM_PROFILE commands
82 : MPI_Gather(const_cast<T*>(v), cnt, mpi_type, vs, cnt, mpi_type, root, comm);
83 : }
84 : }
85 :
86 : template<typename T>
87 : inline void Gather (const T& v, T * vs, int root, MPI_Comm comm) {
88 : Gather(&v, 1, vs, root, comm);
89 : }
90 :
91 : #else
92 : template<typename T> void Reduce (ReduceOp /*op*/, T* /*v*/, int /*cnt*/, int /*root*/, MPI_Comm /*comm*/) {}
93 : template<typename T> void Reduce (ReduceOp /*op*/, T& /*v*/, int /*root*/, MPI_Comm /*comm*/) {}
94 : template<typename T> void Reduce (ReduceOp /*op*/, Vector<std::reference_wrapper<T> > const & /*v*/, int /*root*/, MPI_Comm /*comm*/) {}
95 :
96 : template<typename T> void Gather (const T* /*v*/, int /*cnt*/, T* /*vs*/, int /*root*/, MPI_Comm /*comm*/) {}
97 : template<typename T> void Gather (const T& /*v*/, T * /*vs*/, int /*root*/, MPI_Comm /*comm*/) {}
98 : #endif
99 : }
100 :
101 : namespace ParallelAllGather {
102 : template<typename T>
103 : void AllGather (const T* v, int cnt, T* vs, MPI_Comm comm) {
104 : detail::Gather(v, cnt, vs, -1, comm);
105 : }
106 : template<typename T>
107 : void AllGather (const T& v, T* vs, MPI_Comm comm) {
108 : detail::Gather(v, vs, -1, comm);
109 : }
110 : }
111 :
112 : namespace ParallelGather {
113 : template<typename T>
114 : void Gather (const T* v, int cnt, T* vs, int root, MPI_Comm comm) {
115 : detail::Gather(v, cnt, vs, root, comm);
116 : }
117 : template<typename T>
118 : void Gather (const T& v, T* vs, int root, MPI_Comm comm) {
119 : detail::Gather(v, vs, root, comm);
120 : }
121 : }
122 :
123 : namespace ParallelAllReduce {
124 :
125 : template<typename K, typename V>
126 : void Max (KeyValuePair<K,V>& vi, MPI_Comm comm) {
127 : #ifdef AMREX_USE_MPI
128 : using T = KeyValuePair<K,V>;
129 : MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &vi, 1,
130 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
131 : // () needed to work around PETSc macro
132 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Maximum<T>>()), comm);
133 : #else
134 : amrex::ignore_unused(vi, comm);
135 : #endif
136 : }
137 :
138 : template<typename K, typename V>
139 : void Max (KeyValuePair<K,V>* vi, int cnt, MPI_Comm comm) {
140 : #ifdef AMREX_USE_MPI
141 : using T = KeyValuePair<K,V>;
142 : MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, vi, cnt,
143 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
144 : // () needed to work around PETSc macro
145 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Maximum<T>>()), comm);
146 : #else
147 : amrex::ignore_unused(vi, cnt, comm);
148 : #endif
149 : }
150 :
151 : template<typename K, typename V>
152 : void Min (KeyValuePair<K,V>& vi, MPI_Comm comm) {
153 : #ifdef AMREX_USE_MPI
154 : using T = KeyValuePair<K,V>;
155 : MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &vi, 1,
156 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
157 : // () needed to work around PETSc macro
158 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Minimum<T>>()), comm);
159 : #else
160 : amrex::ignore_unused(vi, comm);
161 : #endif
162 : }
163 :
164 : template<typename K, typename V>
165 : void Min (KeyValuePair<K,V>* vi, int cnt, MPI_Comm comm) {
166 : #ifdef AMREX_USE_MPI
167 : using T = KeyValuePair<K,V>;
168 : MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, vi, cnt,
169 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
170 : // () needed to work around PETSc macro
171 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Minimum<T>>()), comm);
172 : #else
173 : amrex::ignore_unused(vi, cnt, comm);
174 : #endif
175 : }
176 :
177 : template<typename T>
178 : void Max (T& v, MPI_Comm comm) {
179 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::max, v, -1, comm);
180 : }
181 : template<typename T>
182 : void Max (T* v, int cnt, MPI_Comm comm) {
183 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::max, v, cnt, -1, comm);
184 : }
185 : template<typename T>
186 1026 : void Max (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, MPI_Comm comm) {
187 1026 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::max, v, -1, comm);
188 1026 : }
189 :
190 : template<typename T>
191 : void Min (T& v, MPI_Comm comm) {
192 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::min, v, -1, comm);
193 : }
194 : template<typename T>
195 : void Min (T* v, int cnt, MPI_Comm comm) {
196 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::min, v, cnt, -1, comm);
197 : }
198 : template<typename T>
199 : void Min (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, MPI_Comm comm) {
200 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::min, v, -1, comm);
201 : }
202 :
203 : template<typename T>
204 : void Sum (T& v, MPI_Comm comm) {
205 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::sum, v, -1, comm);
206 : }
207 : template<typename T>
208 : void Sum (T* v, int cnt, MPI_Comm comm) {
209 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::sum, v, cnt, -1, comm);
210 : }
211 : template<typename T>
212 : void Sum (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, MPI_Comm comm) {
213 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::sum, v, -1, comm);
214 : }
215 :
216 : inline void Or (bool & v, MPI_Comm comm) {
217 : auto iv = static_cast<int>(v);
218 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::lor, iv, -1, comm);
219 : v = static_cast<bool>(iv);
220 : }
221 :
222 : inline void And (bool & v, MPI_Comm comm) {
223 : auto iv = static_cast<int>(v);
224 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::land, iv, -1, comm);
225 : v = static_cast<bool>(iv);
226 : }
227 : }
228 :
229 : namespace ParallelReduce {
230 :
231 : template<typename K, typename V>
232 : void Max (KeyValuePair<K,V>& vi, int root, MPI_Comm comm) {
233 : #ifdef AMREX_USE_MPI
234 : auto tmp = vi;
235 : using T = KeyValuePair<K,V>;
236 : MPI_Reduce(&tmp, &vi, 1,
237 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
238 : // () needed to work around PETSc macro
239 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Maximum<T>>()),
240 : root, comm);
241 : #else
242 : amrex::ignore_unused(vi, root, comm);
243 : #endif
244 : }
245 :
246 : template<typename K, typename V>
247 : void Max (KeyValuePair<K,V>* vi, int cnt, int root, MPI_Comm comm) {
248 : #ifdef AMREX_USE_MPI
249 : const auto *sendbuf = (ParallelDescriptor::MyProc(comm) == root) ?
250 : (void const*)(MPI_IN_PLACE) : (void const*)vi;
251 : using T = KeyValuePair<K,V>;
252 : MPI_Reduce(sendbuf, vi, cnt,
253 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
254 : // () needed to work around PETSc macro
255 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Maximum<T>>()),
256 : root, comm);
257 : #else
258 : amrex::ignore_unused(vi, cnt, root, comm);
259 : #endif
260 : }
261 :
262 : template<typename K, typename V>
263 : void Min (KeyValuePair<K,V>& vi, int root, MPI_Comm comm) {
264 : #ifdef AMREX_USE_MPI
265 : auto tmp = vi;
266 : using T = KeyValuePair<K,V>;
267 : MPI_Reduce(&tmp, &vi, 1,
268 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
269 : // () needed to work around PETSc macro
270 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Minimum<T>>()),
271 : root, comm);
272 : #else
273 : amrex::ignore_unused(vi, root, comm);
274 : #endif
275 : }
276 :
277 : template<typename K, typename V>
278 : void Min (KeyValuePair<K,V>* vi, int cnt, int root, MPI_Comm comm) {
279 : #ifdef AMREX_USE_MPI
280 : const auto *sendbuf = (ParallelDescriptor::MyProc(comm) == root) ?
281 : (void const*)(MPI_IN_PLACE) : (void const*)vi;
282 : using T = KeyValuePair<K,V>;
283 : MPI_Reduce(sendbuf, vi, cnt,
284 : ParallelDescriptor::Mpi_typemap<T>::type(),
285 : // () needed to work around PETSc macro
286 : (ParallelDescriptor::Mpi_op<T,amrex::Minimum<T>>()),
287 : root, comm);
288 : #else
289 : amrex::ignore_unused(vi, cnt, root, comm);
290 : #endif
291 : }
292 :
293 : template<typename T>
294 : void Max (T& v, int root, MPI_Comm comm) {
295 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::max, v, root, comm);
296 : }
297 : template<typename T>
298 1026 : void Max (T* v, int cnt, int root, MPI_Comm comm) {
299 1026 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::max, v, cnt, root, comm);
300 1026 : }
301 : template<typename T>
302 : void Max (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, int root, MPI_Comm comm) {
303 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::max, v, root, comm);
304 : }
305 :
306 : template<typename T>
307 : void Min (T& v, int root, MPI_Comm comm) {
308 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::min, v, root, comm);
309 : }
310 : template<typename T>
311 : void Min (T* v, int cnt, int root, MPI_Comm comm) {
312 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::min, v, cnt, root, comm);
313 : }
314 : template<typename T>
315 : void Min (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, int root, MPI_Comm comm) {
316 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::min, v, root, comm);
317 : }
318 :
319 : template<typename T>
320 : void Sum (T& v, int root, MPI_Comm comm) {
321 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::sum, v, root, comm);
322 : }
323 : template<typename T>
324 : void Sum (T* v, int cnt, int root, MPI_Comm comm) {
325 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::sum, v, cnt, root, comm);
326 : }
327 : template<typename T>
328 : void Sum (Vector<std::reference_wrapper<T> > v, int root, MPI_Comm comm) {
329 : detail::Reduce<T>(detail::ReduceOp::sum, v, root, comm);
330 : }
331 :
332 : inline void Or (bool & v, int root, MPI_Comm comm) {
333 : auto iv = static_cast<int>(v);
334 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::lor, iv, root, comm);
335 : v = static_cast<bool>(iv);
336 : }
337 :
338 : inline void And (bool & v, int root, MPI_Comm comm) {
339 : auto iv = static_cast<int>(v);
340 : detail::Reduce(detail::ReduceOp::land, iv, root, comm);
341 : v = static_cast<bool>(iv);
342 : }
343 : }
344 :
345 : }
346 :
347 : #endif
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