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(void* pmeStream, MPI_Comm comm, gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
  59     pmeStream_(*static_cast<cudaStream_t*>(pmeStream)),
  60     comm_(comm),
  61     ppRanks_(ppRanks)
  62 {
  63     GMX_RELEASE_ASSERT(
  64             GMX_THREAD_MPI,
  65             "PME-PP GPU Communication is currently only supported with thread-MPI enabled");
  66     request_.resize(ppRanks.size());
  67     ppSync_.resize(ppRanks.size());
  68 }
  69
  70 PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::~Impl() = default;
  71
  72 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<float> d_x)
  73 {
  74
  75     int ind_start = 0;
  76     int ind_end   = 0;
  77     for (const auto& receiver : ppRanks_)
  78     {
  79         ind_start = ind_end;
  80         ind_end   = ind_start + receiver.numAtoms;
  81
  82         // Data will be transferred directly from GPU.
  83         void* sendBuf = reinterpret_cast<void*>(&d_x[ind_start * DIM]);
  84
  85 #if GMX_MPI
  86         MPI_Send(&sendBuf, sizeof(void**), MPI_BYTE, receiver.rankId, 0, comm_);
  87 #else
  88         GMX_UNUSED_VALUE(sendBuf);
  89 #endif
  90     }
  91 }
  92
  93 /*! \brief Receive coordinate data directly using CUDA memory copy */
  94 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
  95 {
  96     // Data will be pushed directly from PP task
  97
  98 #if GMX_MPI
  99     // Receive event from PP task
 100     MPI_Irecv(&ppSync_[recvCount_], sizeof(GpuEventSynchronizer*), MPI_BYTE, ppRank, 0, comm_,
 101               &request_[recvCount_]);
 102     recvCount_++;
 103 #else
 104     GMX_UNUSED_VALUE(ppRank);
 105 #endif
 106 }
 107
 108 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 109 {
 110     if (recvCount_ > 0)
 111     {
 112         // ensure PME calculation doesn't commence until coordinate data has been transferred
 113 #if GMX_MPI
 114         MPI_Waitall(recvCount_, request_.data(), MPI_STATUS_IGNORE);
 115 #endif
 116         for (int i = 0; i < recvCount_; i++)
 117         {
 118             ppSync_[i]->enqueueWaitEvent(pmeStream_);
 119         }
 120         // reset receive counter
 121         recvCount_ = 0;
 122     }
 123 }
 124
 125 PmeCoordinateReceiverGpu::PmeCoordinateReceiverGpu(void*                  pmeStream,
 126                                                    MPI_Comm               comm,
 127                                                    gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
 128     impl_(new Impl(pmeStream, comm, ppRanks))
 129 {
 130 }
 131
 132 PmeCoordinateReceiverGpu::~PmeCoordinateReceiverGpu() = default;
 133
 134 void PmeCoordinateReceiverGpu::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<float> d_x)
 135 {
 136     impl_->sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(d_x);
 137 }
 138
 139 void PmeCoordinateReceiverGpu::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
 140 {
 141     impl_->launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(ppRank);
 142 }
 143
 144 void PmeCoordinateReceiverGpu::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 145 {
 146     impl_->enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect();
 147 }
 148
 149 } // namespace gmx