src/gromacs/ewald/pme_force_sender_gpu_impl.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019, 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 PME-PP communication 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_force_sender_gpu_impl.h"
  47
  48 #include "config.h"
  49
  50 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  51 #include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer.cuh"
  52 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  53
  54 namespace gmx
  55 {
  56
  57 /*! \brief Create PME-PP GPU communication object */
  58 PmeForceSenderGpu::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 }
  67
  68 PmeForceSenderGpu::Impl::~Impl() = default;
  69
  70 /*! \brief  sends force buffer address to PP ranks */
  71 void PmeForceSenderGpu::Impl::sendForceBufferAddressToPpRanks(rvec* d_f)
  72 {
  73     int ind_start = 0;
  74     int ind_end   = 0;
  75     for (const auto& receiver : ppRanks_)
  76     {
  77         ind_start = ind_end;
  78         ind_end   = ind_start + receiver.numAtoms;
  79
  80         // Data will be transferred directly from GPU.
  81         void* sendBuf = reinterpret_cast<void*>(&d_f[ind_start]);
  82
  83 #if GMX_MPI
  84         MPI_Send(&sendBuf, sizeof(void**), MPI_BYTE, receiver.rankId, 0, comm_);
  85 #else
  86         GMX_UNUSED_VALUE(sendBuf);
  87 #endif
  88     }
  89 }
  90
  91 /*! \brief Send PME data directly using CUDA memory copy */
  92 void PmeForceSenderGpu::Impl::sendFToPpCudaDirect(int ppRank)
  93 {
  94     // Data will be pulled directly from PP task
  95
  96     // Record and send event to ensure PME force calcs are completed before PP task pulls data
  97     pmeSync_.markEvent(pmeStream_);
  98     GpuEventSynchronizer* pmeSyncPtr = &pmeSync_;
  99 #if GMX_MPI
 100     // TODO Using MPI_Isend would be more efficient, particularly when
 101     // sending to multiple PP ranks
 102     MPI_Send(&pmeSyncPtr, sizeof(GpuEventSynchronizer*), MPI_BYTE, ppRank, 0, comm_);
 103 #else
 104     GMX_UNUSED_VALUE(pmeSyncPtr);
 105     GMX_UNUSED_VALUE(ppRank);
 106 #endif
 107 }
 108
 109 PmeForceSenderGpu::PmeForceSenderGpu(void* pmeStream, MPI_Comm comm, gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
 110     impl_(new Impl(pmeStream, comm, ppRanks))
 111 {
 112 }
 113
 114 PmeForceSenderGpu::~PmeForceSenderGpu() = default;
 115
 116 void PmeForceSenderGpu::sendForceBufferAddressToPpRanks(rvec* d_f)
 117 {
 118     impl_->sendForceBufferAddressToPpRanks(d_f);
 119 }
 120
 121 void PmeForceSenderGpu::sendFToPpCudaDirect(int ppRank)
 122 {
 123     impl_->sendFToPpCudaDirect(ppRank);
 124 }
 125
 126
 127 } // namespace gmx