src/gromacs/gmxlib/network.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include <string.h>
  42 #include "gmx_fatal.h"
  43 #include "main.h"
  44 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  45 #include "types/commrec.h"
  46 #include "network.h"
  47 #include "copyrite.h"
  48 #include <ctype.h>
  49 #include "macros.h"
  50 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  51
  52 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  53
  54
  55 /* The source code in this file should be thread-safe.
  56       Please keep it that way. */
  57
  58 gmx_bool gmx_mpi_initialized(void)
  59 {
  60     int n;
  61 #ifndef GMX_MPI
  62     return 0;
  63 #else
  64     MPI_Initialized(&n);
  65
  66     return n;
  67 #endif
  68 }
  69
  70 void gmx_fill_commrec_from_mpi(t_commrec gmx_unused *cr)
  71 {
  72 #ifndef GMX_MPI
  73     gmx_call("gmx_fill_commrec_from_mpi");
  74 #else
  75     if (!gmx_mpi_initialized())
  76     {
  77         gmx_comm("MPI has not been initialized properly");
  78     }
  79
  80     cr->nnodes           = gmx_node_num();
  81     cr->nodeid           = gmx_node_rank();
  82     cr->sim_nodeid       = cr->nodeid;
  83     cr->mpi_comm_mysim   = MPI_COMM_WORLD;
  84     cr->mpi_comm_mygroup = MPI_COMM_WORLD;
  85
  86 #endif
  87 }
  88
  89 t_commrec *init_commrec()
  90 {
  91     t_commrec    *cr;
  92
  93     snew(cr, 1);
  94
  95 #ifdef GMX_LIB_MPI
  96     gmx_fill_commrec_from_mpi(cr);
  97 #else
  98     cr->mpi_comm_mysim   = NULL;
  99     cr->mpi_comm_mygroup = NULL;
 100     cr->nnodes           = 1;
 101     cr->sim_nodeid       = 0;
 102     cr->nodeid           = cr->sim_nodeid;
 103 #endif
 104
 105     // TODO cr->duty should not be initialized here
 106     cr->duty = (DUTY_PP | DUTY_PME);
 107
 108 #if defined GMX_MPI && !defined MPI_IN_PLACE_EXISTS
 109     /* initialize the MPI_IN_PLACE replacement buffers */
 110     snew(cr->mpb, 1);
 111     cr->mpb->ibuf        = NULL;
 112     cr->mpb->libuf       = NULL;
 113     cr->mpb->fbuf        = NULL;
 114     cr->mpb->dbuf        = NULL;
 115     cr->mpb->ibuf_alloc  = 0;
 116     cr->mpb->libuf_alloc = 0;
 117     cr->mpb->fbuf_alloc  = 0;
 118     cr->mpb->dbuf_alloc  = 0;
 119 #endif
 120
 121     return cr;
 122 }
 123
 124 t_commrec *reinitialize_commrec_for_this_thread(const t_commrec gmx_unused *cro)
 125 {
 126 #ifdef GMX_THREAD_MPI
 127     t_commrec *cr;
 128
 129     /* make a thread-specific commrec */
 130     snew(cr, 1);
 131     /* now copy the whole thing, so settings like the number of PME nodes
 132        get propagated. */
 133     *cr = *cro;
 134
 135     /* and we start setting our own thread-specific values for things */
 136     gmx_fill_commrec_from_mpi(cr);
 137
 138     // TODO cr->duty should not be initialized here
 139     cr->duty             = (DUTY_PP | DUTY_PME);
 140
 141     return cr;
 142 #else
 143     return NULL;
 144 #endif
 145 }
 146
 147 int  gmx_node_num(void)
 148 {
 149 #ifndef GMX_MPI
 150     return 1;
 151 #else
 152     int i;
 153     (void) MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &i);
 154     return i;
 155 #endif
 156 }
 157
 158 int gmx_node_rank(void)
 159 {
 160 #ifndef GMX_MPI
 161     return 0;
 162 #else
 163     int i;
 164     (void) MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &i);
 165     return i;
 166 #endif
 167 }
 168
 169 #if defined GMX_LIB_MPI && defined GMX_TARGET_BGQ
 170 #include <spi/include/kernel/location.h>
 171 #endif
 172
 173 int gmx_physicalnode_id_hash(void)
 174 {
 175     int hash_int;
 176
 177 #ifndef GMX_LIB_MPI
 178     /* We have a single physical node */
 179     hash_int = 0;
 180 #else
 181     int  resultlen;
 182     char mpi_hostname[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];
 183
 184     /* This procedure can only differentiate nodes with different names.
 185      * Architectures where different physical nodes have identical names,
 186      * such as IBM Blue Gene, should use an architecture specific solution.
 187      */
 188     MPI_Get_processor_name(mpi_hostname, &resultlen);
 189
 190     /* The string hash function returns an unsigned int. We cast to an int.
 191      * Negative numbers are converted to positive by setting the sign bit to 0.
 192      * This makes the hash one bit smaller.
 193      * A 63-bit hash (with 64-bit int) should be enough for unique node hashes,
 194      * even on a million node machine. 31 bits might not be enough though!
 195      */
 196     hash_int =
 197         (int)gmx_string_fullhash_func(mpi_hostname, gmx_string_hash_init);
 198     if (hash_int < 0)
 199     {
 200         hash_int -= INT_MIN;
 201     }
 202 #endif
 203
 204     return hash_int;
 205 }
 206
 207 /* TODO: this function should be fully replaced by gmx_physicalnode_id_hash */
 208 int gmx_hostname_num()
 209 {
 210 #ifndef GMX_MPI
 211     return 0;
 212 #else
 213 #ifdef GMX_THREAD_MPI
 214     /* thread-MPI currently puts the thread number in the process name,
 215      * we might want to change this, as this is inconsistent with what
 216      * most MPI implementations would do when running on a single node.
 217      */
 218     return 0;
 219 #else
 220     int  resultlen, hostnum, i, j;
 221     char mpi_hostname[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME], hostnum_str[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];
 222
 223     MPI_Get_processor_name(mpi_hostname, &resultlen);
 224 #ifdef GMX_TARGET_BGQ
 225     Personality_t personality;
 226     Kernel_GetPersonality(&personality, sizeof(personality));
 227     /* Each MPI rank has a unique coordinate in a 6-dimensional space
 228        (A,B,C,D,E,T), with dimensions A-E corresponding to different
 229        physical nodes, and T within each node. Each node has sixteen
 230        physical cores, each of which can have up to four hardware
 231        threads, so 0 <= T <= 63 (but the maximum value of T depends on
 232        the confituration of ranks and OpenMP threads per
 233        node). However, T is irrelevant for computing a suitable return
 234        value for gmx_hostname_num().
 235      */
 236     hostnum  = personality.Network_Config.Acoord;
 237     hostnum *= personality.Network_Config.Bnodes;
 238     hostnum += personality.Network_Config.Bcoord;
 239     hostnum *= personality.Network_Config.Cnodes;
 240     hostnum += personality.Network_Config.Ccoord;
 241     hostnum *= personality.Network_Config.Dnodes;
 242     hostnum += personality.Network_Config.Dcoord;
 243     hostnum *= personality.Network_Config.Enodes;
 244     hostnum += personality.Network_Config.Ecoord;
 245 #else
 246     /* This procedure can only differentiate nodes with host names
 247      * that end on unique numbers.
 248      */
 249     i = 0;
 250     j = 0;
 251     /* Only parse the host name up to the first dot */
 252     while (i < resultlen && mpi_hostname[i] != '.')
 253     {
 254         if (isdigit(mpi_hostname[i]))
 255         {
 256             hostnum_str[j++] = mpi_hostname[i];
 257         }
 258         i++;
 259     }
 260     hostnum_str[j] = '\0';
 261     if (j == 0)
 262     {
 263         hostnum = 0;
 264     }
 265     else
 266     {
 267         /* Use only the last 9 decimals, so we don't overflow an int */
 268         hostnum = strtol(hostnum_str + max(0, j-9), NULL, 10);
 269     }
 270 #endif
 271
 272     if (debug)
 273     {
 274         fprintf(debug, "In gmx_hostname_num: hostname '%s', hostnum %d\n",
 275                 mpi_hostname, hostnum);
 276 #ifdef GMX_TARGET_BGQ
 277         fprintf(debug,
 278                 "Torus ID A: %d / %d B: %d / %d C: %d / %d D: %d / %d E: %d / %d\nNode ID T: %d / %d core: %d / %d hardware thread: %d / %d\n",
 279                 personality.Network_Config.Acoord,
 280                 personality.Network_Config.Anodes,
 281                 personality.Network_Config.Bcoord,
 282                 personality.Network_Config.Bnodes,
 283                 personality.Network_Config.Ccoord,
 284                 personality.Network_Config.Cnodes,
 285                 personality.Network_Config.Dcoord,
 286                 personality.Network_Config.Dnodes,
 287                 personality.Network_Config.Ecoord,
 288                 personality.Network_Config.Enodes,
 289                 Kernel_ProcessorCoreID(),
 290                 16,
 291                 Kernel_ProcessorID(),
 292                 64,
 293                 Kernel_ProcessorThreadID(),
 294                 4);
 295 #endif
 296     }
 297     return hostnum;
 298 #endif
 299 #endif
 300 }
 301
 302 void gmx_setup_nodecomm(FILE gmx_unused *fplog, t_commrec *cr)
 303 {
 304     gmx_nodecomm_t *nc;
 305     int             n, rank, hostnum, ng, ni;
 306
 307     /* Many MPI implementations do not optimize MPI_Allreduce
 308      * (and probably also other global communication calls)
 309      * for multi-core nodes connected by a network.
 310      * We can optimize such communication by using one MPI call
 311      * within each node and one between the nodes.
 312      * For MVAPICH2 and Intel MPI this reduces the time for
 313      * the global_stat communication by 25%
 314      * for 2x2-core 3 GHz Woodcrest connected by mixed DDR/SDR Infiniband.
 315      * B. Hess, November 2007
 316      */
 317
 318     nc = &cr->nc;
 319
 320     nc->bUse = FALSE;
 321 #ifndef GMX_THREAD_MPI
 322 #ifdef GMX_MPI
 323     MPI_Comm_size(cr->mpi_comm_mygroup, &n);
 324     MPI_Comm_rank(cr->mpi_comm_mygroup, &rank);
 325
 326     hostnum = gmx_hostname_num();
 327
 328     if (debug)
 329     {
 330         fprintf(debug, "In gmx_setup_nodecomm: splitting communicator of size %d\n", n);
 331     }
 332
 333
 334     /* The intra-node communicator, split on node number */
 335     MPI_Comm_split(cr->mpi_comm_mygroup, hostnum, rank, &nc->comm_intra);
 336     MPI_Comm_rank(nc->comm_intra, &nc->rank_intra);
 337     if (debug)
 338     {
 339         fprintf(debug, "In gmx_setup_nodecomm: node rank %d rank_intra %d\n",
 340                 rank, nc->rank_intra);
 341     }
 342     /* The inter-node communicator, split on rank_intra.
 343      * We actually only need the one for rank=0,
 344      * but it is easier to create them all.
 345      */
 346     MPI_Comm_split(cr->mpi_comm_mygroup, nc->rank_intra, rank, &nc->comm_inter);
 347     /* Check if this really created two step communication */
 348     MPI_Comm_size(nc->comm_inter, &ng);
 349     MPI_Comm_size(nc->comm_intra, &ni);
 350     if (debug)
 351     {
 352         fprintf(debug, "In gmx_setup_nodecomm: groups %d, my group size %d\n",
 353                 ng, ni);
 354     }
 355
 356     if (getenv("GMX_NO_NODECOMM") == NULL &&
 357         ((ng > 1 && ng < n) || (ni > 1 && ni < n)))
 358     {
 359         nc->bUse = TRUE;
 360         if (fplog)
 361         {
 362             fprintf(fplog, "Using two step summing over %d groups of on average %.1f processes\n\n",
 363                     ng, (real)n/(real)ng);
 364         }
 365         if (nc->rank_intra > 0)
 366         {
 367             MPI_Comm_free(&nc->comm_inter);
 368         }
 369     }
 370     else
 371     {
 372         /* One group or all processes in a separate group, use normal summing */
 373         MPI_Comm_free(&nc->comm_inter);
 374         MPI_Comm_free(&nc->comm_intra);
 375         if (debug)
 376         {
 377             fprintf(debug, "In gmx_setup_nodecomm: not unsing separate inter- and intra-node communicators.\n");
 378         }
 379     }
 380 #endif
 381 #else
 382     /* tMPI runs only on a single node so just use the nodeid */
 383     nc->rank_intra = cr->nodeid;
 384 #endif
 385 }
 386
 387 void gmx_init_intranode_counters(t_commrec *cr)
 388 {
 389     /* counters for PP+PME and PP-only processes on my physical node */
 390     int nrank_intranode, rank_intranode;
 391     int nrank_pp_intranode, rank_pp_intranode;
 392     /* thread-MPI is not initialized when not running in parallel */
 393 #if defined GMX_MPI && !defined GMX_THREAD_MPI
 394     int nrank_world, rank_world;
 395     int i, mynum, *num, *num_s, *num_pp, *num_pp_s;
 396
 397     MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nrank_world);
 398     MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank_world);
 399
 400     /* Get the node number from the hostname to identify the nodes */
 401     mynum = gmx_hostname_num();
 402
 403     /* We can't rely on MPI_IN_PLACE, so we need send and receive buffers */
 404     snew(num,   nrank_world);
 405     snew(num_s, nrank_world);
 406     snew(num_pp,   nrank_world);
 407     snew(num_pp_s, nrank_world);
 408
 409     num_s[rank_world]    = mynum;
 410     num_pp_s[rank_world] = (cr->duty & DUTY_PP) ? mynum : -1;
 411
 412     MPI_Allreduce(num_s,    num,    nrank_world, MPI_INT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 413     MPI_Allreduce(num_pp_s, num_pp, nrank_world, MPI_INT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 414
 415     nrank_intranode    = 0;
 416     rank_intranode     = 0;
 417     nrank_pp_intranode = 0;
 418     rank_pp_intranode  = 0;
 419     for (i = 0; i < nrank_world; i++)
 420     {
 421         if (num[i] == mynum)
 422         {
 423             nrank_intranode++;
 424             if (i < rank_world)
 425             {
 426                 rank_intranode++;
 427             }
 428         }
 429         if (num_pp[i] == mynum)
 430         {
 431             nrank_pp_intranode++;
 432             if ((cr->duty & DUTY_PP) && i < rank_world)
 433             {
 434                 rank_pp_intranode++;
 435             }
 436         }
 437     }
 438     sfree(num);
 439     sfree(num_s);
 440     sfree(num_pp);
 441     sfree(num_pp_s);
 442 #else
 443     /* Serial or thread-MPI code: we run within a single physical node */
 444     nrank_intranode    = cr->nnodes;
 445     rank_intranode     = cr->sim_nodeid;
 446     nrank_pp_intranode = cr->nnodes - cr->npmenodes;
 447     rank_pp_intranode  = cr->nodeid;
 448 #endif
 449
 450     if (debug)
 451     {
 452         char sbuf[STRLEN];
 453         if (cr->duty & DUTY_PP && cr->duty & DUTY_PME)
 454         {
 455             sprintf(sbuf, "PP+PME");
 456         }
 457         else
 458         {
 459             sprintf(sbuf, "%s", cr->duty & DUTY_PP ? "PP" : "PME");
 460         }
 461         fprintf(debug, "On %3s node %d: nrank_intranode=%d, rank_intranode=%d, "
 462                 "nrank_pp_intranode=%d, rank_pp_intranode=%d\n",
 463                 sbuf, cr->sim_nodeid,
 464                 nrank_intranode, rank_intranode,
 465                 nrank_pp_intranode, rank_pp_intranode);
 466     }
 467
 468     cr->nrank_intranode    = nrank_intranode;
 469     cr->rank_intranode     = rank_intranode;
 470     cr->nrank_pp_intranode = nrank_pp_intranode;
 471     cr->rank_pp_intranode  = rank_pp_intranode;
 472 }
 473
 474
 475 void gmx_barrier(const t_commrec gmx_unused *cr)
 476 {
 477 #ifndef GMX_MPI
 478     gmx_call("gmx_barrier");
 479 #else
 480     MPI_Barrier(cr->mpi_comm_mygroup);
 481 #endif
 482 }
 483
 484 void gmx_abort(int gmx_unused noderank, int gmx_unused nnodes, int gmx_unused errorno)
 485 {
 486 #ifndef GMX_MPI
 487     gmx_call("gmx_abort");
 488 #else
 489 #ifdef GMX_THREAD_MPI
 490     fprintf(stderr, "Halting program %s\n", ShortProgram());
 491     gmx_thanx(stderr);
 492     exit(1);
 493 #else
 494     if (nnodes > 1)
 495     {
 496         fprintf(stderr, "Halting parallel program %s on CPU %d out of %d\n",
 497                 ShortProgram(), noderank, nnodes);
 498     }
 499     else
 500     {
 501         fprintf(stderr, "Halting program %s\n", ShortProgram());
 502     }
 503
 504     gmx_thanx(stderr);
 505     MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, errorno);
 506     exit(1);
 507 #endif
 508 #endif
 509 }
 510
 511 void gmx_bcast(int gmx_unused nbytes, void gmx_unused *b, const t_commrec gmx_unused *cr)
 512 {
 513 #ifndef GMX_MPI
 514     gmx_call("gmx_bast");
 515 #else
 516     MPI_Bcast(b, nbytes, MPI_BYTE, MASTERRANK(cr), cr->mpi_comm_mygroup);
 517 #endif
 518 }
 519
 520 void gmx_bcast_sim(int gmx_unused nbytes, void gmx_unused *b, const t_commrec gmx_unused *cr)
 521 {
 522 #ifndef GMX_MPI
 523     gmx_call("gmx_bast");
 524 #else
 525     MPI_Bcast(b, nbytes, MPI_BYTE, MASTERRANK(cr), cr->mpi_comm_mysim);
 526 #endif
 527 }
 528
 529 void gmx_sumd(int gmx_unused nr, double gmx_unused r[], const t_commrec gmx_unused *cr)
 530 {
 531 #ifndef GMX_MPI
 532     gmx_call("gmx_sumd");
 533 #else
 534 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 535     if (cr->nc.bUse)
 536     {
 537         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 538         {
 539             /* Use two step summing. */
 540             MPI_Reduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, 0,
 541                        cr->nc.comm_intra);
 542             /* Sum the roots of the internal (intra) buffers. */
 543             MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 544                           cr->nc.comm_inter);
 545         }
 546         else
 547         {
 548             /* This is here because of the silly MPI specification
 549                 that MPI_IN_PLACE should be put in sendbuf instead of recvbuf */
 550             MPI_Reduce(r, NULL, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, 0, cr->nc.comm_intra);
 551         }
 552         MPI_Bcast(r, nr, MPI_DOUBLE, 0, cr->nc.comm_intra);
 553     }
 554     else
 555     {
 556         MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 557                       cr->mpi_comm_mygroup);
 558     }
 559 #else
 560     int i;
 561
 562     if (nr > cr->mpb->dbuf_alloc)
 563     {
 564         cr->mpb->dbuf_alloc = nr;
 565         srenew(cr->mpb->dbuf, cr->mpb->dbuf_alloc);
 566     }
 567     if (cr->nc.bUse)
 568     {
 569         /* Use two step summing */
 570         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->dbuf, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, cr->nc.comm_intra);
 571         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 572         {
 573             /* Sum with the buffers reversed */
 574             MPI_Allreduce(cr->mpb->dbuf, r, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 575                           cr->nc.comm_inter);
 576         }
 577         MPI_Bcast(r, nr, MPI_DOUBLE, 0, cr->nc.comm_intra);
 578     }
 579     else
 580     {
 581         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->dbuf, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 582                       cr->mpi_comm_mygroup);
 583         for (i = 0; i < nr; i++)
 584         {
 585             r[i] = cr->mpb->dbuf[i];
 586         }
 587     }
 588 #endif
 589 #endif
 590 }
 591
 592 void gmx_sumf(int gmx_unused nr, float gmx_unused r[], const t_commrec gmx_unused *cr)
 593 {
 594 #ifndef GMX_MPI
 595     gmx_call("gmx_sumf");
 596 #else
 597 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 598     if (cr->nc.bUse)
 599     {
 600         /* Use two step summing.  */
 601         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 602         {
 603             MPI_Reduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, 0,
 604                        cr->nc.comm_intra);
 605             /* Sum the roots of the internal (intra) buffers */
 606             MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM,
 607                           cr->nc.comm_inter);
 608         }
 609         else
 610         {
 611             /* This is here because of the silly MPI specification
 612                 that MPI_IN_PLACE should be put in sendbuf instead of recvbuf */
 613             MPI_Reduce(r, NULL, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, 0, cr->nc.comm_intra);
 614         }
 615         MPI_Bcast(r, nr, MPI_FLOAT, 0, cr->nc.comm_intra);
 616     }
 617     else
 618     {
 619         MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, cr->mpi_comm_mygroup);
 620     }
 621 #else
 622     int i;
 623
 624     if (nr > cr->mpb->fbuf_alloc)
 625     {
 626         cr->mpb->fbuf_alloc = nr;
 627         srenew(cr->mpb->fbuf, cr->mpb->fbuf_alloc);
 628     }
 629     if (cr->nc.bUse)
 630     {
 631         /* Use two step summing */
 632         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->fbuf, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, cr->nc.comm_intra);
 633         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 634         {
 635             /* Sum with the buffers reversed */
 636             MPI_Allreduce(cr->mpb->fbuf, r, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM,
 637                           cr->nc.comm_inter);
 638         }
 639         MPI_Bcast(r, nr, MPI_FLOAT, 0, cr->nc.comm_intra);
 640     }
 641     else
 642     {
 643         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->fbuf, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM,
 644                       cr->mpi_comm_mygroup);
 645         for (i = 0; i < nr; i++)
 646         {
 647             r[i] = cr->mpb->fbuf[i];
 648         }
 649     }
 650 #endif
 651 #endif
 652 }
 653
 654 void gmx_sumi(int gmx_unused nr, int gmx_unused r[], const t_commrec gmx_unused *cr)
 655 {
 656 #ifndef GMX_MPI
 657     gmx_call("gmx_sumi");
 658 #else
 659 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 660     if (cr->nc.bUse)
 661     {
 662         /* Use two step summing */
 663         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 664         {
 665             MPI_Reduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT, MPI_SUM, 0, cr->nc.comm_intra);
 666             /* Sum with the buffers reversed */
 667             MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT, MPI_SUM, cr->nc.comm_inter);
 668         }
 669         else
 670         {
 671             /* This is here because of the silly MPI specification
 672                 that MPI_IN_PLACE should be put in sendbuf instead of recvbuf */
 673             MPI_Reduce(r, NULL, nr, MPI_INT, MPI_SUM, 0, cr->nc.comm_intra);
 674         }
 675         MPI_Bcast(r, nr, MPI_INT, 0, cr->nc.comm_intra);
 676     }
 677     else
 678     {
 679         MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT, MPI_SUM, cr->mpi_comm_mygroup);
 680     }
 681 #else
 682     int i;
 683
 684     if (nr > cr->mpb->ibuf_alloc)
 685     {
 686         cr->mpb->ibuf_alloc = nr;
 687         srenew(cr->mpb->ibuf, cr->mpb->ibuf_alloc);
 688     }
 689     if (cr->nc.bUse)
 690     {
 691         /* Use two step summing */
 692         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->ibuf, nr, MPI_INT, MPI_SUM, cr->nc.comm_intra);
 693         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 694         {
 695             /* Sum with the buffers reversed */
 696             MPI_Allreduce(cr->mpb->ibuf, r, nr, MPI_INT, MPI_SUM, cr->nc.comm_inter);
 697         }
 698         MPI_Bcast(r, nr, MPI_INT, 0, cr->nc.comm_intra);
 699     }
 700     else
 701     {
 702         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->ibuf, nr, MPI_INT, MPI_SUM, cr->mpi_comm_mygroup);
 703         for (i = 0; i < nr; i++)
 704         {
 705             r[i] = cr->mpb->ibuf[i];
 706         }
 707     }
 708 #endif
 709 #endif
 710 }
 711
 712 void gmx_sumli(int gmx_unused nr, gmx_int64_t gmx_unused r[], const t_commrec gmx_unused *cr)
 713 {
 714 #ifndef GMX_MPI
 715     gmx_call("gmx_sumli");
 716 #else
 717 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 718     if (cr->nc.bUse)
 719     {
 720         /* Use two step summing */
 721         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 722         {
 723             MPI_Reduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM, 0,
 724                        cr->nc.comm_intra);
 725             /* Sum with the buffers reversed */
 726             MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 727                           cr->nc.comm_inter);
 728         }
 729         else
 730         {
 731             /* This is here because of the silly MPI specification
 732                 that MPI_IN_PLACE should be put in sendbuf instead of recvbuf */
 733             MPI_Reduce(r, NULL, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM, 0, cr->nc.comm_intra);
 734         }
 735         MPI_Bcast(r, nr, MPI_INT64_T, 0, cr->nc.comm_intra);
 736     }
 737     else
 738     {
 739         MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM, cr->mpi_comm_mygroup);
 740     }
 741 #else
 742     int i;
 743
 744     if (nr > cr->mpb->libuf_alloc)
 745     {
 746         cr->mpb->libuf_alloc = nr;
 747         srenew(cr->mpb->libuf, cr->mpb->libuf_alloc);
 748     }
 749     if (cr->nc.bUse)
 750     {
 751         /* Use two step summing */
 752         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->libuf, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 753                       cr->nc.comm_intra);
 754         if (cr->nc.rank_intra == 0)
 755         {
 756             /* Sum with the buffers reversed */
 757             MPI_Allreduce(cr->mpb->libuf, r, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 758                           cr->nc.comm_inter);
 759         }
 760         MPI_Bcast(r, nr, MPI_INT64_T, 0, cr->nc.comm_intra);
 761     }
 762     else
 763     {
 764         MPI_Allreduce(r, cr->mpb->libuf, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 765                       cr->mpi_comm_mygroup);
 766         for (i = 0; i < nr; i++)
 767         {
 768             r[i] = cr->mpb->libuf[i];
 769         }
 770     }
 771 #endif
 772 #endif
 773 }
 774
 775
 776
 777 #ifdef GMX_MPI
 778 static void gmx_sumd_comm(int nr, double r[], MPI_Comm mpi_comm)
 779 {
 780 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 781     MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, mpi_comm);
 782 #else
 783     /* this function is only used in code that is not performance critical,
 784        (during setup, when comm_rec is not the appropriate communication
 785        structure), so this isn't as bad as it looks. */
 786     double *buf;
 787     int     i;
 788
 789     snew(buf, nr);
 790     MPI_Allreduce(r, buf, nr, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, mpi_comm);
 791     for (i = 0; i < nr; i++)
 792     {
 793         r[i] = buf[i];
 794     }
 795     sfree(buf);
 796 #endif
 797 }
 798 #endif
 799
 800 #ifdef GMX_MPI
 801 static void gmx_sumf_comm(int nr, float r[], MPI_Comm mpi_comm)
 802 {
 803 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 804     MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, mpi_comm);
 805 #else
 806     /* this function is only used in code that is not performance critical,
 807        (during setup, when comm_rec is not the appropriate communication
 808        structure), so this isn't as bad as it looks. */
 809     float *buf;
 810     int    i;
 811
 812     snew(buf, nr);
 813     MPI_Allreduce(r, buf, nr, MPI_FLOAT, MPI_SUM, mpi_comm);
 814     for (i = 0; i < nr; i++)
 815     {
 816         r[i] = buf[i];
 817     }
 818     sfree(buf);
 819 #endif
 820 }
 821 #endif
 822
 823 void gmx_sumd_sim(int gmx_unused nr, double gmx_unused r[], const gmx_multisim_t gmx_unused *ms)
 824 {
 825 #ifndef GMX_MPI
 826     gmx_call("gmx_sumd_sim");
 827 #else
 828     gmx_sumd_comm(nr, r, ms->mpi_comm_masters);
 829 #endif
 830 }
 831
 832 void gmx_sumf_sim(int gmx_unused nr, float gmx_unused r[], const gmx_multisim_t gmx_unused *ms)
 833 {
 834 #ifndef GMX_MPI
 835     gmx_call("gmx_sumf_sim");
 836 #else
 837     gmx_sumf_comm(nr, r, ms->mpi_comm_masters);
 838 #endif
 839 }
 840
 841 void gmx_sumi_sim(int gmx_unused nr, int gmx_unused r[], const gmx_multisim_t gmx_unused *ms)
 842 {
 843 #ifndef GMX_MPI
 844     gmx_call("gmx_sumi_sim");
 845 #else
 846 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 847     MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT, MPI_SUM, ms->mpi_comm_masters);
 848 #else
 849     /* this is thread-unsafe, but it will do for now: */
 850     int i;
 851
 852     if (nr > ms->mpb->ibuf_alloc)
 853     {
 854         ms->mpb->ibuf_alloc = nr;
 855         srenew(ms->mpb->ibuf, ms->mpb->ibuf_alloc);
 856     }
 857     MPI_Allreduce(r, ms->mpb->ibuf, nr, MPI_INT, MPI_SUM, ms->mpi_comm_masters);
 858     for (i = 0; i < nr; i++)
 859     {
 860         r[i] = ms->mpb->ibuf[i];
 861     }
 862 #endif
 863 #endif
 864 }
 865
 866 void gmx_sumli_sim(int gmx_unused nr, gmx_int64_t gmx_unused r[], const gmx_multisim_t gmx_unused *ms)
 867 {
 868 #ifndef GMX_MPI
 869     gmx_call("gmx_sumli_sim");
 870 #else
 871 #if defined(MPI_IN_PLACE_EXISTS)
 872     MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, r, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 873                   ms->mpi_comm_masters);
 874 #else
 875     /* this is thread-unsafe, but it will do for now: */
 876     int i;
 877
 878     if (nr > ms->mpb->libuf_alloc)
 879     {
 880         ms->mpb->libuf_alloc = nr;
 881         srenew(ms->mpb->libuf, ms->mpb->libuf_alloc);
 882     }
 883     MPI_Allreduce(r, ms->mpb->libuf, nr, MPI_INT64_T, MPI_SUM,
 884                   ms->mpi_comm_masters);
 885     for (i = 0; i < nr; i++)
 886     {
 887         r[i] = ms->mpb->libuf[i];
 888     }
 889 #endif
 890 #endif
 891 }