src/gromacs/ewald/pme_coordinate_receiver_gpu_impl.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  *
  37  * \brief Implements class which recieves coordinates to GPU memory on PME task using CUDA
  38  *
  39  *
  40  * \author Alan Gray <alang@nvidia.com>
  41  *
  42  * \ingroup module_ewald
  43  */
  44 #include "gmxpre.h"
  45
  46 #include "pme_coordinate_receiver_gpu_impl.h"
  47
  48 #include "config.h"
  49
  50 #include "gromacs/ewald/pme_force_sender_gpu.h"
  51 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  52 #include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer.cuh"
  53 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  54
  55 namespace gmx
  56 {
  57
  58 PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::Impl(const DeviceStream&    pmeStream,
  59                                      MPI_Comm               comm,
  60                                      gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
  61     pmeStream_(pmeStream),
  62     comm_(comm),
  63     ppRanks_(ppRanks)
  64 {
  65     GMX_RELEASE_ASSERT(
  66             GMX_THREAD_MPI,
  67             "PME-PP GPU Communication is currently only supported with thread-MPI enabled");
  68     request_.resize(ppRanks.size());
  69     ppSync_.resize(ppRanks.size());
  70 }
  71
  72 PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::~Impl() = default;
  73
  74 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<RVec> d_x)
  75 {
  76
  77     int ind_start = 0;
  78     int ind_end   = 0;
  79     for (const auto& receiver : ppRanks_)
  80     {
  81         ind_start = ind_end;
  82         ind_end   = ind_start + receiver.numAtoms;
  83
  84         // Data will be transferred directly from GPU.
  85         void* sendBuf = reinterpret_cast<void*>(&d_x[ind_start]);
  86
  87 #if GMX_MPI
  88         MPI_Send(&sendBuf, sizeof(void**), MPI_BYTE, receiver.rankId, 0, comm_);
  89 #else
  90         GMX_UNUSED_VALUE(sendBuf);
  91 #endif
  92     }
  93 }
  94
  95 /*! \brief Receive coordinate data directly using CUDA memory copy */
  96 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
  97 {
  98     // Data will be pushed directly from PP task
  99
 100 #if GMX_MPI
 101     // Receive event from PP task
 102     MPI_Irecv(&ppSync_[recvCount_], sizeof(GpuEventSynchronizer*), MPI_BYTE, ppRank, 0, comm_,
 103               &request_[recvCount_]);
 104     recvCount_++;
 105 #else
 106     GMX_UNUSED_VALUE(ppRank);
 107 #endif
 108 }
 109
 110 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 111 {
 112     if (recvCount_ > 0)
 113     {
 114         // ensure PME calculation doesn't commence until coordinate data has been transferred
 115 #if GMX_MPI
 116         MPI_Waitall(recvCount_, request_.data(), MPI_STATUS_IGNORE);
 117 #endif
 118         for (int i = 0; i < recvCount_; i++)
 119         {
 120             ppSync_[i]->enqueueWaitEvent(pmeStream_);
 121         }
 122         // reset receive counter
 123         recvCount_ = 0;
 124     }
 125 }
 126
 127 PmeCoordinateReceiverGpu::PmeCoordinateReceiverGpu(const DeviceStream&    pmeStream,
 128                                                    MPI_Comm               comm,
 129                                                    gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
 130     impl_(new Impl(pmeStream, comm, ppRanks))
 131 {
 132 }
 133
 134 PmeCoordinateReceiverGpu::~PmeCoordinateReceiverGpu() = default;
 135
 136 void PmeCoordinateReceiverGpu::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<RVec> d_x)
 137 {
 138     impl_->sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(d_x);
 139 }
 140
 141 void PmeCoordinateReceiverGpu::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
 142 {
 143     impl_->launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(ppRank);
 144 }
 145
 146 void PmeCoordinateReceiverGpu::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 147 {
 148     impl_->enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect();
 149 }
 150
 151 } // namespace gmx