Line data Source code
1 : #ifndef AMREX_FBI_H_
2 : #define AMREX_FBI_H_
3 :
4 : template <class FAB>
5 : struct FabCopyTag {
6 : FAB const* sfab;
7 : Box dbox;
8 : IntVect offset; // sbox.smallEnd() - dbox.smallEnd()
9 : };
10 :
11 : struct VoidCopyTag {
12 : char const* p;
13 : Box dbox;
14 : };
15 :
16 : namespace detail {
17 :
18 : #ifdef AMREX_USE_GPU
19 :
20 : template <class T0, class T1>
21 : struct CellStore
22 : {
23 : AMREX_GPU_DEVICE AMREX_FORCE_INLINE void
24 : operator() (T0* d, T1 s) const noexcept
25 : {
26 : *d = static_cast<T0>(s);
27 : }
28 : };
29 :
30 : template <class T0, class T1>
31 : struct CellAdd
32 : {
33 : AMREX_GPU_DEVICE AMREX_FORCE_INLINE void
34 : operator() (T0* d, T1 s) const noexcept
35 : {
36 : *d += static_cast<T0>(s);
37 : }
38 : };
39 :
40 : template <class T0, class T1>
41 : struct CellAtomicAdd
42 : {
43 : template<class U0=T0, std::enable_if_t<amrex::HasAtomicAdd<U0>::value,int> = 0>
44 : AMREX_GPU_DEVICE AMREX_FORCE_INLINE void
45 : operator() (U0* d, T1 s) const noexcept
46 : {
47 : Gpu::Atomic::AddNoRet(d, static_cast<U0>(s));
48 : }
49 : };
50 :
51 : template <class T0, class T1, class F>
52 : void
53 : fab_to_fab (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp, int dcomp, int ncomp,
54 : F && f)
55 : {
56 : detail::ParallelFor_doit(copy_tags,
57 : [=] AMREX_GPU_DEVICE (
58 : #ifdef AMREX_USE_SYCL
59 : sycl::nd_item<1> const& /*item*/,
60 : #endif
61 : int icell, int ncells, int i, int j, int k, Array4CopyTag<T0, T1> const tag) noexcept
62 : {
63 : if (icell < ncells) {
64 : for (int n = 0; n < ncomp; ++n) {
65 : f(&(tag.dfab(i,j,k,n+dcomp)),
66 : tag.sfab(i+tag.offset.x,j+tag.offset.y,k+tag.offset.z,n+scomp));
67 : }
68 : }
69 : });
70 : }
71 :
72 : template <class T0, class T1, class F>
73 : void
74 : fab_to_fab (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp, int dcomp,
75 : int ncomp, F && f, Vector<Array4Tag<int> > const& masks)
76 : {
77 : using TagType = Array4MaskCopyTag<T0, T1>;
78 : Vector<TagType> tags;
79 : const int N = copy_tags.size();
80 : tags.reserve(N);
81 : for (int i = 0; i < N; ++i) {
82 : tags.push_back(TagType{copy_tags[i].dfab, copy_tags[i].sfab, masks[i].dfab,
83 : copy_tags[i].dbox, copy_tags[i].offset});
84 : }
85 :
86 : amrex::Abort("xxxxx TODO This function still has a bug. Even if we fix the bug, it should still be avoided because it is slow due to the lack of atomic operations for this type.");
87 :
88 : detail::ParallelFor_doit(tags,
89 : [=] AMREX_GPU_DEVICE (
90 : #ifdef AMREX_USE_SYCL
91 : sycl::nd_item<1> const& item,
92 : #endif
93 : int icell, int ncells, int i, int j, int k, TagType const& tag) noexcept
94 : {
95 : #ifdef AMREX_USE_SYCL
96 : int g_tid = item.get_global_id(0);
97 : int g_wid = g_tid / Gpu::Device::warp_size;
98 :
99 : int* m = (icell < ncells) ? tag.mask.ptr(i,j,k) : nullptr;
100 : int mypriority = g_wid+1;
101 : int to_try = 1;
102 : while (true) {
103 : int msk = (m && to_try) ? Gpu::Atomic::CAS(m, 0, mypriority) : 0;
104 : if (sycl::all_of_group(item.get_sub_group(), msk == 0)) { // 0 means lock acquired
105 : break; // all threads have acquired.
106 : } else {
107 : if (sycl::any_of_group(item.get_sub_group(), msk > mypriority)) {
108 : if (m) { *m = 0; } // yield
109 : sycl::atomic_fence(sycl::memory_order::acq_rel, sycl::memory_scope::device);
110 : to_try = 1;
111 : } else {
112 : to_try = (msk > 0); // hold on to my lock
113 : }
114 : }
115 : };
116 :
117 : if (icell < ncells) {
118 : for (int n = 0; n < ncomp; ++n) {
119 : f(&(tag.dfab(i,j,k,n+dcomp)),
120 : tag.sfab(i+tag.offset.x,j+tag.offset.y,k+tag.offset.z,n+scomp));
121 : }
122 : }
123 :
124 : if (m) *m = 0;
125 :
126 : #else
127 :
128 : int g_tid = blockDim.x*blockIdx.x + threadIdx.x;
129 : int g_wid = g_tid / Gpu::Device::warp_size;
130 :
131 : int* m = (icell < ncells) ? tag.mask.ptr(i,j,k) : nullptr;
132 : int mypriority = g_wid+1;
133 : int to_try = 1;
134 : while (true) {
135 : int msk = (m && to_try) ? atomicCAS(m, 0, mypriority) : 0;
136 : #ifdef AMREX_USE_CUDA
137 : if (__all_sync(0xffffffff, msk == 0)) { // 0 means lock acquired
138 : #elif defined(AMREX_USE_HIP)
139 : if (__all(msk == 0)) {
140 : #endif
141 : break; // all threads have acquired.
142 : } else {
143 : #ifdef AMREX_USE_CUDA
144 : if (__any_sync(0xffffffff, msk > mypriority)) {
145 : #elif defined(AMREX_USE_HIP)
146 : if (__any(msk > mypriority)) {
147 : #endif
148 : if (m) *m = 0; // yield
149 : __threadfence();
150 : to_try = 1;
151 : } else {
152 : to_try = (msk > 0); // hold on to my lock
153 : }
154 : }
155 : };
156 :
157 : if (icell < ncells) {
158 : for (int n = 0; n < ncomp; ++n) {
159 : f(&(tag.dfab(i,j,k,n+dcomp)),
160 : tag.sfab(i+tag.offset.x,j+tag.offset.y,k+tag.offset.z,n+scomp));
161 : }
162 : }
163 :
164 : if (m) *m = 0;
165 : #endif
166 : });
167 : }
168 :
169 : template <typename T0, typename T1,
170 : std::enable_if_t<amrex::IsStoreAtomic<T0>::value,int> = 0>
171 : void
172 : fab_to_fab_atomic_cpy (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp,
173 : int dcomp, int ncomp, Vector<Array4Tag<int> > const&)
174 : {
175 : fab_to_fab<T0, T1>(copy_tags, scomp, dcomp, ncomp, CellStore<T0, T1>());
176 : }
177 :
178 : template <typename T0, typename T1,
179 : std::enable_if_t<!amrex::IsStoreAtomic<T0>::value,int> = 0>
180 : void
181 : fab_to_fab_atomic_cpy (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp,
182 : int dcomp, int ncomp, Vector<Array4Tag<int> > const& masks)
183 : {
184 : fab_to_fab(copy_tags, scomp, dcomp, ncomp, CellStore<T0, T1>(), masks);
185 : }
186 :
187 : template <typename T0, typename T1,
188 : std::enable_if_t<amrex::HasAtomicAdd<T0>::value,int> = 0>
189 : void
190 : fab_to_fab_atomic_add (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp,
191 : int dcomp, int ncomp, Vector<Array4Tag<int> > const&)
192 : {
193 : fab_to_fab(copy_tags, scomp, dcomp, ncomp, CellAtomicAdd<T0, T1>());
194 : }
195 :
196 : template <typename T0, typename T1,
197 : std::enable_if_t<!amrex::HasAtomicAdd<T0>::value,int> = 0>
198 : void
199 : fab_to_fab_atomic_add (Vector<Array4CopyTag<T0, T1> > const& copy_tags, int scomp,
200 : int dcomp, int ncomp, Vector<Array4Tag<int> > const& masks)
201 : {
202 : fab_to_fab(copy_tags, scomp, dcomp, ncomp, CellAdd<T0, T1>(), masks);
203 : }
204 :
205 : #endif /* AMREX_USE_GPU */
206 :
207 : }
208 :
209 : template <class FAB>
210 : void
211 132 : FabArray<FAB>::FB_local_copy_cpu (const FB& TheFB, int scomp, int ncomp)
212 : {
213 132 : auto const& LocTags = *(TheFB.m_LocTags);
214 132 : auto N_locs = static_cast<int>(LocTags.size());
215 132 : if (N_locs == 0) { return; }
216 132 : bool is_thread_safe = TheFB.m_threadsafe_loc;
217 132 : if (is_thread_safe)
218 : {
219 : #ifdef AMREX_USE_OMP
220 : #pragma omp parallel for
221 : #endif
222 4856 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
223 : {
224 4724 : const CopyComTag& tag = LocTags[i];
225 :
226 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
227 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.srcIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
228 :
229 4724 : const FAB* sfab = &(get(tag.srcIndex));
230 4724 : FAB* dfab = &(get(tag.dstIndex));
231 4724 : dfab->template copy<RunOn::Host>(*sfab, tag.sbox, scomp, tag.dbox, scomp, ncomp);
232 : }
233 : }
234 : else
235 : {
236 0 : LayoutData<Vector<FabCopyTag<FAB> > > loc_copy_tags(boxArray(),DistributionMap());
237 0 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
238 : {
239 0 : const CopyComTag& tag = LocTags[i];
240 :
241 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
242 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.srcIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
243 :
244 0 : loc_copy_tags[tag.dstIndex].push_back
245 0 : ({this->fabPtr(tag.srcIndex), tag.dbox, tag.sbox.smallEnd()-tag.dbox.smallEnd()});
246 : }
247 : #ifdef AMREX_USE_OMP
248 : #pragma omp parallel
249 : #endif
250 0 : for (MFIter mfi(*this); mfi.isValid(); ++mfi)
251 : {
252 0 : const auto& tags = loc_copy_tags[mfi];
253 0 : auto dfab = this->array(mfi);
254 0 : for (auto const & tag : tags)
255 : {
256 0 : auto const sfab = tag.sfab->array();
257 0 : const auto offset = tag.offset.dim3();
258 0 : amrex::LoopConcurrentOnCpu(tag.dbox, ncomp,
259 0 : [=] (int i, int j, int k, int n) noexcept
260 : {
261 0 : dfab(i,j,k,n+scomp) = sfab(i+offset.x,j+offset.y,k+offset.z,n+scomp);
262 : });
263 : }
264 : }
265 : }
266 : }
267 :
268 : #ifdef AMREX_USE_GPU
269 :
270 : template <class FAB>
271 : void
272 : FabArray<FAB>::FB_local_copy_gpu (const FB& TheFB, int scomp, int ncomp)
273 : {
274 : auto const& LocTags = *(TheFB.m_LocTags);
275 : int N_locs = LocTags.size();
276 : if (N_locs == 0) { return; }
277 : bool is_thread_safe = TheFB.m_threadsafe_loc;
278 :
279 : using TagType = Array4CopyTag<value_type>;
280 : Vector<TagType> loc_copy_tags;
281 : loc_copy_tags.reserve(N_locs);
282 :
283 : Vector<BaseFab<int> > maskfabs;
284 : Vector<Array4Tag<int> > masks;
285 : if (!amrex::IsStoreAtomic<value_type>::value && !is_thread_safe)
286 : {
287 : maskfabs.resize(this->local_size());
288 : masks.reserve(N_locs);
289 : }
290 :
291 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
292 : {
293 : const CopyComTag& tag = LocTags[i];
294 :
295 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
296 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.srcIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
297 :
298 : int li = this->localindex(tag.dstIndex);
299 : loc_copy_tags.push_back
300 : ({this->atLocalIdx(li).array(),
301 : this->fabPtr(tag.srcIndex)->const_array(),
302 : tag.dbox,
303 : (tag.sbox.smallEnd()-tag.dbox.smallEnd()).dim3()});
304 :
305 : if (maskfabs.size() > 0) {
306 : if (!maskfabs[li].isAllocated()) {
307 : maskfabs[li].resize(this->atLocalIdx(li).box());
308 : }
309 : masks.emplace_back(Array4Tag<int>{maskfabs[li].array()});
310 : }
311 : }
312 :
313 : if (maskfabs.size() > 0) {
314 : amrex::ParallelFor(masks,
315 : [=] AMREX_GPU_DEVICE (int i, int j, int k, Array4Tag<int> const& msk) noexcept
316 : {
317 : msk.dfab(i,j,k) = 0;
318 : });
319 : }
320 :
321 : if (is_thread_safe) {
322 : detail::fab_to_fab<value_type, value_type>(loc_copy_tags, scomp, scomp,
323 : ncomp, detail::CellStore<value_type, value_type>());
324 : } else {
325 : detail::fab_to_fab_atomic_cpy<value_type, value_type>(
326 : loc_copy_tags, scomp, scomp, ncomp, masks);
327 : }
328 : }
329 :
330 : template <class FAB>
331 : void
332 : FabArray<FAB>::CMD_local_setVal_gpu (typename FabArray<FAB>::value_type x,
333 : const CommMetaData& thecmd, int scomp, int ncomp)
334 : {
335 : auto const& LocTags = *(thecmd.m_LocTags);
336 : int N_locs = LocTags.size();
337 : if (N_locs == 0) { return; }
338 : bool is_thread_safe = thecmd.m_threadsafe_loc;
339 :
340 : using TagType = Array4BoxTag<value_type>;
341 : Vector<TagType> loc_setval_tags;
342 : loc_setval_tags.reserve(N_locs);
343 :
344 : AMREX_ALWAYS_ASSERT(amrex::IsStoreAtomic<value_type>::value || is_thread_safe);
345 :
346 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
347 : {
348 : const CopyComTag& tag = LocTags[i];
349 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
350 : loc_setval_tags.push_back({this->array(tag.dstIndex), tag.dbox});
351 : }
352 :
353 : amrex::ParallelFor(loc_setval_tags, ncomp,
354 : [x,scomp] AMREX_GPU_DEVICE (int i, int j, int k, int n, TagType const& tag) noexcept
355 : {
356 : tag.dfab(i,j,k,n+scomp) = x;
357 : });
358 : }
359 :
360 : template <class FAB>
361 : void
362 : FabArray<FAB>::CMD_remote_setVal_gpu (typename FabArray<FAB>::value_type x,
363 : const CommMetaData& thecmd, int scomp, int ncomp)
364 : {
365 : auto const& RcvTags = *(thecmd.m_RcvTags);
366 : bool is_thread_safe = thecmd.m_threadsafe_rcv;
367 :
368 : using TagType = Array4BoxTag<value_type>;
369 : Vector<TagType> rcv_setval_tags;
370 :
371 : for (auto it = RcvTags.begin(); it != RcvTags.end(); ++it) {
372 : for (auto const& tag: it->second) {
373 : rcv_setval_tags.push_back({this->array(tag.dstIndex), tag.dbox});
374 : }
375 : }
376 :
377 : if (rcv_setval_tags.empty()) { return; }
378 :
379 : AMREX_ALWAYS_ASSERT(amrex::IsStoreAtomic<value_type>::value || is_thread_safe);
380 :
381 : amrex::ParallelFor(rcv_setval_tags, ncomp,
382 : [x,scomp] AMREX_GPU_DEVICE (int i, int j, int k, int n, TagType const& tag) noexcept
383 : {
384 : tag.dfab(i,j,k,n+scomp) = x;
385 : });
386 : }
387 :
388 : #if defined(__CUDACC__) && defined (AMREX_USE_CUDA)
389 : template <class FAB>
390 : void
391 : FabArray<FAB>::FB_local_copy_cuda_graph_1 (const FB& TheFB, int scomp, int ncomp)
392 : {
393 : const int N_locs = (*TheFB.m_LocTags).size();
394 : LayoutData<Vector<FabCopyTag<FAB> > > loc_copy_tags(boxArray(),DistributionMap());
395 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
396 : {
397 : const CopyComTag& tag = (*TheFB.m_LocTags)[i];
398 :
399 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
400 : BL_ASSERT(distributionMap[tag.srcIndex] == ParallelDescriptor::MyProc());
401 :
402 : loc_copy_tags[tag.dstIndex].push_back
403 : ({this->fabPtr(tag.srcIndex), tag.dbox, tag.sbox.smallEnd()-tag.dbox.smallEnd()});
404 : }
405 :
406 : // Create Graph if one is needed.
407 : if ( !(TheFB.m_localCopy.ready()) )
408 : {
409 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.resize(N_locs);
410 :
411 : int idx = 0;
412 : // Record the graph.
413 : for (MFIter mfi(*this, MFItInfo().DisableDeviceSync()); mfi.isValid(); ++mfi)
414 : {
415 : amrex::Gpu::Device::startGraphRecording( (mfi.LocalIndex() == 0),
416 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.getHostPtr(0),
417 : (TheFB).m_localCopy.getDevicePtr(0),
418 : std::size_t(sizeof(CopyMemory)*N_locs) );
419 :
420 : const auto& tags = loc_copy_tags[mfi];
421 : for (auto const & tag : tags)
422 : {
423 : const auto offset = tag.offset.dim3();
424 : CopyMemory* cmem = TheFB.m_localCopy.getDevicePtr(idx++);
425 : AMREX_HOST_DEVICE_FOR_3D (tag.dbox, i, j, k,
426 : {
427 : // Build the Array4's.
428 : auto const dst = cmem->getDst<value_type>();
429 : auto const src = cmem->getSrc<value_type>();
430 : for (int n = 0; n < cmem->ncomp; ++n) {
431 : dst(i,j,k,(cmem->scomp)+n) = src(i+offset.x,j+offset.y,k+offset.z,(cmem->scomp)+n);
432 : }
433 : });
434 : }
435 :
436 : bool last_iter = mfi.LocalIndex() == (this->local_size()-1);
437 : cudaGraphExec_t graphExec = amrex::Gpu::Device::stopGraphRecording(last_iter);
438 : if (last_iter) { const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.setGraph( graphExec ); }
439 : }
440 : }
441 :
442 : // Setup Launch Parameters
443 : // This is perfectly threadable, right?
444 : // Additional optimization -> Check to see whether values need to be reset?
445 : // Can then remove this setup and memcpy from CudaGraph::executeGraph.
446 : int idx = 0;
447 : for (MFIter mfi(*this); mfi.isValid(); ++mfi)
448 : {
449 : auto const dst_array = this->array(mfi);
450 : const auto& tags = loc_copy_tags[mfi];
451 : for (auto const & tag : tags)
452 : {
453 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.setParams(idx++, makeCopyMemory(tag.sfab->array(),
454 : dst_array,
455 : scomp, ncomp));
456 : }
457 : }
458 :
459 : // Launch Graph
460 : TheFB.m_localCopy.executeGraph();
461 : }
462 :
463 : #ifdef AMREX_USE_MPI
464 : template <class FAB>
465 : void
466 : FabArray<FAB>::FB_local_copy_cuda_graph_n (const FB& TheFB, int scomp, int ncomp)
467 : {
468 : const int N_locs = TheFB.m_LocTags->size();
469 :
470 : int launches = 0; // Used for graphs only.
471 : LayoutData<Vector<FabCopyTag<FAB> > > loc_copy_tags(boxArray(),DistributionMap());
472 : for (int i = 0; i < N_locs; ++i)
473 : {
474 : const CopyComTag& tag = (*TheFB.m_LocTags)[i];
475 :
476 : BL_ASSERT(ParallelDescriptor::sameTeam(distributionMap[tag.dstIndex]));
477 : BL_ASSERT(ParallelDescriptor::sameTeam(distributionMap[tag.srcIndex]));
478 :
479 : if (distributionMap[tag.dstIndex] == ParallelDescriptor::MyProc())
480 : {
481 : loc_copy_tags[tag.dstIndex].push_back
482 : ({this->fabPtr(tag.srcIndex), tag.dbox, tag.sbox.smallEnd()-tag.dbox.smallEnd()});
483 : launches++;
484 : }
485 : }
486 :
487 : FillBoundary_test();
488 :
489 : if ( !(TheFB.m_localCopy.ready()) )
490 : {
491 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.resize(launches);
492 :
493 : int idx = 0;
494 : int cuda_stream = 0;
495 : for (MFIter mfi(*this, MFItInfo().DisableDeviceSync()); mfi.isValid(); ++mfi)
496 : {
497 : const auto& tags = loc_copy_tags[mfi];
498 : for (int t = 0; t<tags.size(); ++t)
499 : {
500 : Gpu::Device::setStreamIndex(cuda_stream++);
501 : amrex::Gpu::Device::startGraphRecording( (idx == 0),
502 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.getHostPtr(0),
503 : (TheFB).m_localCopy.getDevicePtr(0),
504 : std::size_t(sizeof(CopyMemory)*launches) );
505 :
506 : const auto& tag = tags[t];
507 : const Dim3 offset = tag.offset.dim3();
508 :
509 : CopyMemory* cmem = TheFB.m_localCopy.getDevicePtr(idx++);
510 : AMREX_HOST_DEVICE_FOR_3D(tag.dbox, i, j, k,
511 : {
512 : auto const dst = cmem->getDst<value_type>();
513 : auto const src = cmem->getSrc<value_type>();
514 : for (int n = 0; n < cmem->ncomp; ++n) {
515 : dst(i,j,k,(cmem->scomp)+n) = src(i+offset.x,j+offset.y,k+offset.z,(cmem->scomp)+n);
516 : }
517 : });
518 :
519 : bool last_iter = idx == launches;
520 : cudaGraphExec_t graphExec = Gpu::Device::stopGraphRecording(last_iter);
521 : if (last_iter) { const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.setGraph( graphExec ); }
522 : }
523 : }
524 : }
525 :
526 : // Setup Launch Parameters
527 : // This is perfectly threadable, right?
528 : int idx = 0;
529 : for (MFIter mfi(*this); mfi.isValid(); ++mfi)
530 : {
531 : const auto& dst_array = this->array(mfi);
532 : const auto& tags = loc_copy_tags[mfi];
533 : for (auto const & tag : tags)
534 : {
535 : const_cast<FB&>(TheFB).m_localCopy.setParams(idx++, makeCopyMemory(tag.sfab->array(),
536 : dst_array,
537 : scomp, ncomp));
538 : }
539 : }
540 :
541 : // Launch Graph without synch. Local work is entirely independent.
542 : TheFB.m_localCopy.executeGraph(false);
543 : }
544 : #endif /* AMREX_USE_MPI */
545 :
546 : #endif /* __CUDACC__ */
547 :
548 : #endif /* AMREX_USE_GPU */
549 :
550 : #ifdef AMREX_USE_MPI
551 :
552 : #ifdef AMREX_USE_GPU
553 :
554 : #if defined(__CUDACC__) && defined(AMREX_USE_CUDA)
555 :
556 : template <class FAB>
557 : void
558 : FabArray<FAB>::FB_pack_send_buffer_cuda_graph (const FB& TheFB, int scomp, int ncomp,
559 : Vector<char*>& send_data,
560 : Vector<std::size_t> const& send_size,
561 : Vector<typename FabArray<FAB>::CopyComTagsContainer const*> const& send_cctc)
562 : {
563 : const int N_snds = send_data.size();
564 : if (N_snds == 0) { return; }
565 :
566 : if ( !(TheFB.m_copyToBuffer.ready()) )
567 : {
568 : // Set size of CudaGraph buffer.
569 : // Is the conditional ever expected false?
570 : int launches = 0;
571 : for (int send = 0; send < N_snds; ++send) {
572 : if (send_size[send] > 0) {
573 : launches += send_cctc[send]->size();
574 : }
575 : }
576 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyToBuffer.resize(launches);
577 :
578 : // Record the graph.
579 : int idx = 0;
580 : for (Gpu::StreamIter sit(N_snds,Gpu::StreamItInfo().DisableDeviceSync());
581 : sit.isValid(); ++sit)
582 : {
583 : amrex::Gpu::Device::startGraphRecording( (sit() == 0),
584 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyToBuffer.getHostPtr(0),
585 : (TheFB).m_copyToBuffer.getDevicePtr(0),
586 : std::size_t(sizeof(CopyMemory)*launches) );
587 :
588 : const int j = sit();
589 : if (send_size[j] > 0)
590 : {
591 : auto const& cctc = *send_cctc[j];
592 : for (auto const& tag : cctc)
593 : {
594 : const Box& bx = tag.sbox;
595 : CopyMemory* cmem = TheFB.m_copyToBuffer.getDevicePtr(idx++);
596 : AMREX_HOST_DEVICE_FOR_3D (bx, ii, jj, kk,
597 : {
598 : auto const pfab = cmem->getDst<value_type>();
599 : auto const sfab = cmem->getSrc<value_type>();
600 : for (int n = 0; n < cmem->ncomp; ++n)
601 : {
602 : pfab(ii,jj,kk,n) = sfab(ii,jj,kk,n+(cmem->scomp));
603 : }
604 : });
605 : }
606 : }
607 :
608 : bool last_iter = sit() == (N_snds-1);
609 : cudaGraphExec_t graphExec = amrex::Gpu::Device::stopGraphRecording(last_iter);
610 : if (last_iter) { const_cast<FB&>(TheFB).m_copyToBuffer.setGraph( graphExec ); }
611 : }
612 : }
613 :
614 : // Setup Launch Parameters
615 : int idx = 0;
616 : for (int send = 0; send < N_snds; ++send)
617 : {
618 : const int j = send;
619 : if (send_size[j] > 0)
620 : {
621 : char* dptr = send_data[j];
622 : auto const& cctc = *send_cctc[j];
623 : for (auto const& tag : cctc)
624 : {
625 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyToBuffer.setParams(idx++, makeCopyMemory(this->array(tag.srcIndex),
626 : amrex::makeArray4((value_type*)(dptr),
627 : tag.sbox,
628 : ncomp),
629 : scomp, ncomp));
630 :
631 : dptr += (tag.sbox.numPts() * ncomp * sizeof(value_type));
632 : }
633 : amrex::ignore_unused(send_size);
634 : BL_ASSERT(dptr <= send_data[j] + send_size[j]);
635 : }
636 : }
637 :
638 : // Launch Graph synched, so copyToBuffer is complete prior to posting sends.
639 : TheFB.m_copyToBuffer.executeGraph();
640 : }
641 :
642 : template <class FAB>
643 : void
644 : FabArray<FAB>::FB_unpack_recv_buffer_cuda_graph (const FB& TheFB, int dcomp, int ncomp,
645 : Vector<char*> const& recv_data,
646 : Vector<std::size_t> const& recv_size,
647 : Vector<CopyComTagsContainer const*> const& recv_cctc,
648 : bool /*is_thread_safe*/)
649 : {
650 : const int N_rcvs = recv_cctc.size();
651 : if (N_rcvs == 0) { return; }
652 :
653 : int launches = 0;
654 : LayoutData<Vector<VoidCopyTag> > recv_copy_tags(boxArray(),DistributionMap());
655 : for (int k = 0; k < N_rcvs; ++k)
656 : {
657 : if (recv_size[k] > 0)
658 : {
659 : const char* dptr = recv_data[k];
660 : auto const& cctc = *recv_cctc[k];
661 : for (auto const& tag : cctc)
662 : {
663 : recv_copy_tags[tag.dstIndex].push_back({dptr,tag.dbox});
664 : dptr += tag.dbox.numPts() * ncomp * sizeof(value_type);
665 : launches++;
666 : }
667 : amrex::ignore_unused(recv_size);
668 : BL_ASSERT(dptr <= recv_data[k] + recv_size[k]);
669 : }
670 : }
671 :
672 : if ( !(TheFB.m_copyFromBuffer.ready()) )
673 : {
674 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyFromBuffer.resize(launches);
675 :
676 : int idx = 0;
677 : for (MFIter mfi(*this, MFItInfo().DisableDeviceSync()); mfi.isValid(); ++mfi)
678 : {
679 : amrex::Gpu::Device::startGraphRecording( (mfi.LocalIndex() == 0),
680 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyFromBuffer.getHostPtr(0),
681 : (TheFB).m_copyFromBuffer.getDevicePtr(0),
682 : std::size_t(sizeof(CopyMemory)*launches) );
683 :
684 : const auto& tags = recv_copy_tags[mfi];
685 : for (auto const & tag : tags)
686 : {
687 : CopyMemory* cmem = TheFB.m_copyFromBuffer.getDevicePtr(idx++);
688 : AMREX_HOST_DEVICE_FOR_3D (tag.dbox, i, j, k,
689 : {
690 : auto const pfab = cmem->getSrc<value_type>();
691 : auto const dfab = cmem->getDst<value_type>();
692 : for (int n = 0; n < cmem->ncomp; ++n)
693 : {
694 : dfab(i,j,k,n+(cmem->scomp)) = pfab(i,j,k,n);
695 : }
696 : });
697 : }
698 :
699 : bool last_iter = mfi.LocalIndex() == (this->local_size()-1);
700 : cudaGraphExec_t graphExec = amrex::Gpu::Device::stopGraphRecording(last_iter);
701 : if (last_iter) { const_cast<FB&>(TheFB).m_copyFromBuffer.setGraph( graphExec ); }
702 : }
703 : }
704 :
705 : // Setup graph.
706 : int idx = 0;
707 : for (MFIter mfi(*this); mfi.isValid(); ++mfi)
708 : {
709 : auto dst_array = this->array(mfi);
710 : const auto & tags = recv_copy_tags[mfi];
711 : for (auto const & tag : tags)
712 : {
713 : const_cast<FB&>(TheFB).m_copyFromBuffer.setParams(idx++, makeCopyMemory(amrex::makeArray4((value_type*)(tag.p),
714 : tag.dbox,
715 : ncomp),
716 : dst_array,
717 : dcomp, ncomp));
718 : }
719 : }
720 :
721 : // Launch Graph - synced because next action is freeing recv buffer.
722 : TheFB.m_copyFromBuffer.executeGraph();
723 : }
724 :
725 : #endif /* __CUDACC__ */
726 :
727 : template <class FAB>
728 : template <typename BUF>
729 : void
730 : FabArray<FAB>::pack_send_buffer_gpu (FabArray<FAB> const& src, int scomp, int ncomp,
731 : Vector<char*> const& send_data,
732 : Vector<std::size_t> const& send_size,
733 : Vector<CopyComTagsContainer const*> const& send_cctc)
734 : {
735 : amrex::ignore_unused(send_size);
736 :
737 : const int N_snds = send_data.size();
738 : if (N_snds == 0) { return; }
739 :
740 : char* pbuffer = send_data[0];
741 : std::size_t szbuffer = 0;
742 : #if 0
743 : // For linear solver test on summit, this is slower than writing to
744 : // pinned memory directly on device.
745 : if (! ParallelDescriptor::UseGpuAwareMpi()) {
746 : // Memory in send_data is pinned.
747 : szbuffer = (send_data[N_snds-1]-send_data[0]) + send_size[N_snds-1];
748 : pbuffer = (char*)The_Arena()->alloc(szbuffer);
749 : }
750 : #endif
751 :
752 : using TagType = Array4CopyTag<BUF, value_type>;
753 : Vector<TagType> snd_copy_tags;
754 : for (int j = 0; j < N_snds; ++j)
755 : {
756 : if (send_size[j] > 0)
757 : {
758 : std::size_t offset = send_data[j]-send_data[0];
759 : char* dptr = pbuffer + offset;
760 : auto const& cctc = *send_cctc[j];
761 : for (auto const& tag : cctc)
762 : {
763 : snd_copy_tags.emplace_back(TagType{
764 : amrex::makeArray4((BUF*)(dptr), tag.sbox, ncomp),
765 : src.array(tag.srcIndex),
766 : tag.sbox,
767 : Dim3{0,0,0}
768 : });
769 : dptr += (tag.sbox.numPts() * ncomp * sizeof(BUF));
770 : }
771 : BL_ASSERT(dptr <= pbuffer + offset + send_size[j]);
772 : }
773 : }
774 :
775 : detail::fab_to_fab<BUF, value_type>(snd_copy_tags, scomp, 0, ncomp,
776 : detail::CellStore<BUF, value_type>());
777 :
778 : // There is Gpu::streamSynchronize in fab_to_fab.
779 :
780 : if (pbuffer != send_data[0]) {
781 : Gpu::copyAsync(Gpu::deviceToHost,pbuffer,pbuffer+szbuffer,send_data[0]);
782 : Gpu::streamSynchronize();
783 : The_Arena()->free(pbuffer);
784 : }
785 : }
786 :
787 : template <class FAB>
788 : template <typename BUF>
789 : void
790 : FabArray<FAB>::unpack_recv_buffer_gpu (FabArray<FAB>& dst, int dcomp, int ncomp,
791 : Vector<char*> const& recv_data,
792 : Vector<std::size_t> const& recv_size,
793 : Vector<CopyComTagsContainer const*> const& recv_cctc,
794 : CpOp op, bool is_thread_safe)
795 : {
796 : amrex::ignore_unused(recv_size);
797 :
798 : const int N_rcvs = recv_cctc.size();
799 : if (N_rcvs == 0) { return; }
800 :
801 : char* pbuffer = recv_data[0];
802 : #if 0
803 : std::size_t szbuffer = 0;
804 : // For linear solver test on summit, this is slower than writing to
805 : // pinned memory directly on device.
806 : if (! ParallelDescriptor::UseGpuAwareMpi()) {
807 : // Memory in recv_data is pinned.
808 : szbuffer = (recv_data[N_rcvs-1]-recv_data[0]) + recv_size[N_rcvs-1];
809 : pbuffer = (char*)The_Arena()->alloc(szbuffer);
810 : Gpu::copyAsync(Gpu::hostToDevice,recv_data[0],recv_data[0]+szbuffer,pbuffer);
811 : Gpu::streamSynchronize();
812 : }
813 : #endif
814 :
815 : using TagType = Array4CopyTag<value_type, BUF>;
816 : Vector<TagType> recv_copy_tags;
817 : recv_copy_tags.reserve(N_rcvs);
818 :
819 : Vector<BaseFab<int> > maskfabs;
820 : Vector<Array4Tag<int> > masks;
821 : if (!is_thread_safe)
822 : {
823 : if ((op == FabArrayBase::COPY && !amrex::IsStoreAtomic<value_type>::value) ||
824 : (op == FabArrayBase::ADD && !amrex::HasAtomicAdd <value_type>::value))
825 : {
826 : maskfabs.resize(dst.local_size());
827 : }
828 : }
829 :
830 : for (int k = 0; k < N_rcvs; ++k)
831 : {
832 : if (recv_size[k] > 0)
833 : {
834 : std::size_t offset = recv_data[k]-recv_data[0];
835 : const char* dptr = pbuffer + offset;
836 : auto const& cctc = *recv_cctc[k];
837 : for (auto const& tag : cctc)
838 : {
839 : const int li = dst.localindex(tag.dstIndex);
840 : recv_copy_tags.emplace_back(TagType{
841 : dst.atLocalIdx(li).array(),
842 : amrex::makeArray4((BUF const*)(dptr), tag.dbox, ncomp),
843 : tag.dbox,
844 : Dim3{0,0,0}
845 : });
846 : dptr += tag.dbox.numPts() * ncomp * sizeof(BUF);
847 :
848 : if (maskfabs.size() > 0) {
849 : if (!maskfabs[li].isAllocated()) {
850 : maskfabs[li].resize(dst.atLocalIdx(li).box());
851 : }
852 : masks.emplace_back(Array4Tag<int>{maskfabs[li].array()});
853 : }
854 : }
855 : BL_ASSERT(dptr <= pbuffer + offset + recv_size[k]);
856 : }
857 : }
858 :
859 : if (maskfabs.size() > 0) {
860 : amrex::ParallelFor(masks,
861 : [=] AMREX_GPU_DEVICE (int i, int j, int k, Array4Tag<int> const& msk) noexcept
862 : {
863 : msk.dfab(i,j,k) = 0;
864 : });
865 : }
866 :
867 : if (op == FabArrayBase::COPY)
868 : {
869 : if (is_thread_safe) {
870 : detail::fab_to_fab<value_type, BUF>(
871 : recv_copy_tags, 0, dcomp, ncomp, detail::CellStore<value_type, BUF>());
872 : } else {
873 : detail::fab_to_fab_atomic_cpy<value_type, BUF>(
874 : recv_copy_tags, 0, dcomp, ncomp, masks);
875 : }
876 : }
877 : else
878 : {
879 : if (is_thread_safe) {
880 : detail::fab_to_fab<value_type, BUF>(
881 : recv_copy_tags, 0, dcomp, ncomp, detail::CellAdd<value_type, BUF>());
882 : } else {
883 : detail::fab_to_fab_atomic_add<value_type, BUF>(
884 : recv_copy_tags, 0, dcomp, ncomp, masks);
885 : }
886 : }
887 :
888 : // There is Gpu::streamSynchronize in fab_to_fab.
889 :
890 : if (pbuffer != recv_data[0]) {
891 : The_Arena()->free(pbuffer);
892 : }
893 : }
894 :
895 : #endif /* AMREX_USE_GPU */
896 :
897 : template <class FAB>
898 : template <typename BUF>
899 : void
900 0 : FabArray<FAB>::pack_send_buffer_cpu (FabArray<FAB> const& src, int scomp, int ncomp,
901 : Vector<char*> const& send_data,
902 : Vector<std::size_t> const& send_size,
903 : Vector<CopyComTagsContainer const*> const& send_cctc)
904 : {
905 : amrex::ignore_unused(send_size);
906 :
907 0 : auto const N_snds = static_cast<int>(send_data.size());
908 0 : if (N_snds == 0) { return; }
909 :
910 : #ifdef AMREX_USE_OMP
911 : #pragma omp parallel for
912 : #endif
913 0 : for (int j = 0; j < N_snds; ++j)
914 : {
915 0 : if (send_size[j] > 0)
916 : {
917 0 : char* dptr = send_data[j];
918 0 : auto const& cctc = *send_cctc[j];
919 0 : for (auto const& tag : cctc)
920 : {
921 0 : const Box& bx = tag.sbox;
922 0 : auto const sfab = src.array(tag.srcIndex);
923 : auto pfab = amrex::makeArray4((BUF*)(dptr),bx,ncomp);
924 0 : amrex::LoopConcurrentOnCpu( bx, ncomp,
925 0 : [=] (int ii, int jj, int kk, int n) noexcept
926 : {
927 0 : pfab(ii,jj,kk,n) = static_cast<BUF>(sfab(ii,jj,kk,n+scomp));
928 : });
929 0 : dptr += (bx.numPts() * ncomp * sizeof(BUF));
930 : }
931 : BL_ASSERT(dptr <= send_data[j] + send_size[j]);
932 : }
933 : }
934 : }
935 :
936 : template <class FAB>
937 : template <typename BUF>
938 : void
939 0 : FabArray<FAB>::unpack_recv_buffer_cpu (FabArray<FAB>& dst, int dcomp, int ncomp,
940 : Vector<char*> const& recv_data,
941 : Vector<std::size_t> const& recv_size,
942 : Vector<CopyComTagsContainer const*> const& recv_cctc,
943 : CpOp op, bool is_thread_safe)
944 : {
945 : amrex::ignore_unused(recv_size);
946 :
947 0 : auto const N_rcvs = static_cast<int>(recv_cctc.size());
948 0 : if (N_rcvs == 0) { return; }
949 :
950 0 : if (is_thread_safe)
951 : {
952 : #ifdef AMREX_USE_OMP
953 : #pragma omp parallel for
954 : #endif
955 0 : for (int k = 0; k < N_rcvs; ++k)
956 : {
957 0 : if (recv_size[k] > 0)
958 : {
959 0 : const char* dptr = recv_data[k];
960 0 : auto const& cctc = *recv_cctc[k];
961 0 : for (auto const& tag : cctc)
962 : {
963 0 : const Box& bx = tag.dbox;
964 0 : FAB& dfab = dst[tag.dstIndex];
965 0 : if (op == FabArrayBase::COPY)
966 : {
967 0 : dfab.template copyFromMem<RunOn::Host, BUF>(bx, dcomp, ncomp, dptr);
968 : }
969 : else
970 : {
971 0 : dfab.template addFromMem<RunOn::Host, BUF>(tag.dbox, dcomp, ncomp, dptr);
972 : }
973 0 : dptr += bx.numPts() * ncomp * sizeof(BUF);
974 : }
975 : BL_ASSERT(dptr <= recv_data[k] + recv_size[k]);
976 : }
977 : }
978 : }
979 : else
980 : {
981 0 : LayoutData<Vector<VoidCopyTag> > recv_copy_tags;
982 0 : recv_copy_tags.define(dst.boxArray(),dst.DistributionMap());
983 0 : for (int k = 0; k < N_rcvs; ++k)
984 : {
985 0 : if (recv_size[k] > 0)
986 : {
987 0 : const char* dptr = recv_data[k];
988 0 : auto const& cctc = *recv_cctc[k];
989 0 : for (auto const& tag : cctc)
990 : {
991 0 : recv_copy_tags[tag.dstIndex].push_back({dptr,tag.dbox});
992 0 : dptr += tag.dbox.numPts() * ncomp * sizeof(BUF);
993 : }
994 : BL_ASSERT(dptr <= recv_data[k] + recv_size[k]);
995 : }
996 : }
997 :
998 : #ifdef AMREX_USE_OMP
999 : #pragma omp parallel
1000 : #endif
1001 0 : for (MFIter mfi(dst); mfi.isValid(); ++mfi)
1002 : {
1003 0 : const auto& tags = recv_copy_tags[mfi];
1004 0 : auto dfab = dst.array(mfi);
1005 0 : for (auto const & tag : tags)
1006 : {
1007 0 : auto pfab = amrex::makeArray4((BUF*)(tag.p), tag.dbox, ncomp);
1008 0 : if (op == FabArrayBase::COPY)
1009 : {
1010 0 : amrex::LoopConcurrentOnCpu(tag.dbox, ncomp,
1011 0 : [=] (int i, int j, int k, int n) noexcept
1012 : {
1013 0 : dfab(i,j,k,n+dcomp) = pfab(i,j,k,n);
1014 : });
1015 : }
1016 : else
1017 : {
1018 0 : amrex::LoopConcurrentOnCpu(tag.dbox, ncomp,
1019 0 : [=] (int i, int j, int k, int n) noexcept
1020 : {
1021 0 : dfab(i,j,k,n+dcomp) += pfab(i,j,k,n);
1022 : });
1023 : }
1024 : }
1025 : }
1026 : }
1027 : }
1028 :
1029 : #endif /* AMREX_USE_MPI */
1030 :
1031 : #endif
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