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) 2019,2020,2021, 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/devicebuffer_datatype.h"
  52 #include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer.cuh"
  53 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  54
  55 namespace gmx
  56 {
  57
  58 /*! \brief Create PME-PP GPU communication object */
  59 PmeForceSenderGpu::Impl::Impl(const DeviceStream& pmeStream, MPI_Comm comm, gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
  60     pmeStream_(pmeStream),
  61     comm_(comm),
  62     ppRanks_(ppRanks)
  63 {
  64     GMX_RELEASE_ASSERT(
  65             GMX_THREAD_MPI,
  66             "PME-PP GPU Communication is currently only supported with thread-MPI enabled");
  67 }
  68
  69 PmeForceSenderGpu::Impl::~Impl() = default;
  70
  71 /*! \brief  sends force buffer address to PP ranks */
  72 void PmeForceSenderGpu::Impl::sendForceBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<RVec> d_f)
  73 {
  74     int ind_start = 0;
  75     int ind_end   = 0;
  76     for (const auto& receiver : ppRanks_)
  77     {
  78         ind_start = ind_end;
  79         ind_end   = ind_start + receiver.numAtoms;
  80
  81         // Data will be transferred directly from GPU.
  82         void* sendBuf = reinterpret_cast<void*>(&d_f[ind_start]);
  83
  84 #if GMX_MPI
  85         MPI_Send(&sendBuf, sizeof(void**), MPI_BYTE, receiver.rankId, 0, comm_);
  86 #else
  87         GMX_UNUSED_VALUE(sendBuf);
  88 #endif
  89     }
  90 }
  91
  92 /*! \brief Send PME data directly using CUDA memory copy */
  93 void PmeForceSenderGpu::Impl::sendFToPpCudaDirect(int ppRank)
  94 {
  95     // Data will be pulled directly from PP task
  96
  97     // Record and send event to ensure PME force calcs are completed before PP task pulls data
  98     pmeSync_.markEvent(pmeStream_);
  99     GpuEventSynchronizer* pmeSyncPtr = &pmeSync_;
 100 #if GMX_MPI
 101     // TODO Using MPI_Isend would be more efficient, particularly when
 102     // sending to multiple PP ranks
 103     MPI_Send(&pmeSyncPtr, sizeof(GpuEventSynchronizer*), MPI_BYTE, ppRank, 0, comm_);
 104 #else
 105     GMX_UNUSED_VALUE(pmeSyncPtr);
 106     GMX_UNUSED_VALUE(ppRank);
 107 #endif
 108 }
 109
 110 PmeForceSenderGpu::PmeForceSenderGpu(const DeviceStream&    pmeStream,
 111                                      MPI_Comm               comm,
 112                                      gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
 113     impl_(new Impl(pmeStream, comm, ppRanks))
 114 {
 115 }
 116
 117 PmeForceSenderGpu::~PmeForceSenderGpu() = default;
 118
 119 void PmeForceSenderGpu::sendForceBufferAddressToPpRanks(DeviceBuffer<RVec> d_f)
 120 {
 121     impl_->sendForceBufferAddressToPpRanks(d_f);
 122 }
 123
 124 void PmeForceSenderGpu::sendFToPpCudaDirect(int ppRank)
 125 {
 126     impl_->sendFToPpCudaDirect(ppRank);
 127 }
 128
 129
 130 } // namespace gmx