src/gromacs/gpu_utils/oclutils.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014,2015,2016,2017, 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  *  \brief Define utility routines for OpenCL
  37  *
  38  *  \author Anca Hamuraru <anca@streamcomputing.eu>
  39  */
  40 #include "gmxpre.h"
  41
  42 #include "oclutils.h"
  43
  44 #include <stdlib.h>
  45
  46 #include <cassert>
  47 #include <cstdio>
  48
  49 #include <string>
  50
  51 #include "gromacs/gpu_utils/gpu_utils.h"
  52 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  53 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  54
  55 int ocl_copy_H2D(cl_mem d_dest, void* h_src,
  56                  size_t offset, size_t bytes,
  57                  GpuApiCallBehavior transferKind,
  58                  cl_command_queue command_queue,
  59                  cl_event *copy_event)
  60 {
  61     cl_int gmx_unused cl_error;
  62
  63     if (d_dest == NULL || h_src == NULL || bytes == 0)
  64     {
  65         return -1;
  66     }
  67
  68     switch (transferKind)
  69     {
  70         case GpuApiCallBehavior::Async:
  71             cl_error = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, d_dest, CL_FALSE, offset, bytes, h_src, 0, NULL, copy_event);
  72             assert(cl_error == CL_SUCCESS);
  73             // TODO: handle errors
  74             break;
  75
  76         case GpuApiCallBehavior::Sync:
  77             cl_error = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, d_dest, CL_TRUE, offset, bytes, h_src, 0, NULL, copy_event);
  78             assert(cl_error == CL_SUCCESS);
  79             // TODO: handle errors
  80             break;
  81
  82         default:
  83             throw;
  84     }
  85
  86     return 0;
  87 }
  88
  89 /*! \brief Launches asynchronous host to device memory copy.
  90  *
  91  *  If copy_event is not NULL, on return it will contain an event object
  92  *  identifying this particular host to device operation. The event can further
  93  *  be used to queue a wait for this operation or to query profiling information.
  94  */
  95 int ocl_copy_H2D_async(cl_mem d_dest, void * h_src,
  96                        size_t offset, size_t bytes,
  97                        cl_command_queue command_queue,
  98                        cl_event *copy_event)
  99 {
 100     return ocl_copy_H2D(d_dest, h_src, offset, bytes, GpuApiCallBehavior::Async, command_queue, copy_event);
 101 }
 102
 103 /*! \brief Launches synchronous host to device memory copy.
 104  */
 105 int ocl_copy_H2D_sync(cl_mem d_dest, void * h_src,
 106                       size_t offset, size_t bytes,
 107                       cl_command_queue command_queue)
 108 {
 109     return ocl_copy_H2D(d_dest, h_src, offset, bytes, GpuApiCallBehavior::Sync, command_queue, NULL);
 110 }
 111
 112 int ocl_copy_D2H(void * h_dest, cl_mem d_src,
 113                  size_t offset, size_t bytes,
 114                  GpuApiCallBehavior transferKind,
 115                  cl_command_queue command_queue,
 116                  cl_event *copy_event)
 117 {
 118     cl_int gmx_unused cl_error;
 119
 120     if (h_dest == NULL || d_src == NULL || bytes == 0)
 121     {
 122         return -1;
 123     }
 124
 125     switch (transferKind)
 126     {
 127         case GpuApiCallBehavior::Async:
 128             cl_error = clEnqueueReadBuffer(command_queue, d_src, CL_FALSE, offset, bytes, h_dest, 0, NULL, copy_event);
 129             assert(cl_error == CL_SUCCESS);
 130             // TODO: handle errors
 131             break;
 132
 133         case GpuApiCallBehavior::Sync:
 134             cl_error = clEnqueueReadBuffer(command_queue, d_src, CL_TRUE, offset, bytes, h_dest, 0, NULL, copy_event);
 135             assert(cl_error == CL_SUCCESS);
 136             // TODO: handle errors
 137             break;
 138
 139         default:
 140             throw;
 141     }
 142
 143     return 0;
 144 }
 145
 146 /*! \brief Launches asynchronous device to host memory copy.
 147  *
 148  *  If copy_event is not NULL, on return it will contain an event object
 149  *  identifying this particular host to device operation. The event can further
 150  *  be used to queue a wait for this operation or to query profiling information.
 151  */
 152 int ocl_copy_D2H_async(void * h_dest, cl_mem d_src,
 153                        size_t offset, size_t bytes,
 154                        cl_command_queue command_queue,
 155                        cl_event *copy_event)
 156 {
 157     return ocl_copy_D2H(h_dest, d_src, offset, bytes, GpuApiCallBehavior::Async, command_queue, copy_event);
 158 }
 159
 160 /*! \brief \brief Allocates nbytes of host memory. Use ocl_free to free memory allocated with this function.
 161  *
 162  *  \todo
 163  *  This function should allocate page-locked memory to help reduce D2H and H2D
 164  *  transfer times, similar with pmalloc from pmalloc_cuda.cu.
 165  *
 166  * \param[in,out]    h_ptr   Pointer where to store the address of the newly allocated buffer.
 167  * \param[in]        nbytes  Size in bytes of the buffer to be allocated.
 168  */
 169 void ocl_pmalloc(void **h_ptr, size_t nbytes)
 170 {
 171     /* Need a temporary type whose size is 1 byte, so that the
 172      * implementation of snew_aligned can cope without issuing
 173      * warnings. */
 174     char **temporary = reinterpret_cast<char **>(h_ptr);
 175
 176     /* 16-byte alignment is required by the neighbour-searching code,
 177      * because it uses four-wide SIMD for bounding-box calculation.
 178      * However, when we organize using page-locked memory for
 179      * device-host transfers, it will probably need to be aligned to a
 180      * 4kb page, like CUDA does. */
 181     snew_aligned(*temporary, nbytes, 16);
 182 }
 183
 184 /*! \brief Frees memory allocated with ocl_pmalloc.
 185  *
 186  * \param[in]    h_ptr   Buffer allocated with ocl_pmalloc that needs to be freed.
 187  */
 188 void ocl_pfree(void *h_ptr)
 189 {
 190
 191     if (h_ptr)
 192     {
 193         sfree_aligned(h_ptr);
 194     }
 195     return;
 196 }
 197
 198 /*! \brief Convert error code to diagnostic string */
 199 std::string ocl_get_error_string(cl_int error)
 200 {
 201     switch (error)
 202     {
 203         // run-time and JIT compiler errors
 204         case 0: return "CL_SUCCESS";
 205         case -1: return "CL_DEVICE_NOT_FOUND";
 206         case -2: return "CL_DEVICE_NOT_AVAILABLE";
 207         case -3: return "CL_COMPILER_NOT_AVAILABLE";
 208         case -4: return "CL_MEM_OBJECT_ALLOCATION_FAILURE";
 209         case -5: return "CL_OUT_OF_RESOURCES";
 210         case -6: return "CL_OUT_OF_HOST_MEMORY";
 211         case -7: return "CL_PROFILING_INFO_NOT_AVAILABLE";
 212         case -8: return "CL_MEM_COPY_OVERLAP";
 213         case -9: return "CL_IMAGE_FORMAT_MISMATCH";
 214         case -10: return "CL_IMAGE_FORMAT_NOT_SUPPORTED";
 215         case -11: return "CL_BUILD_PROGRAM_FAILURE";
 216         case -12: return "CL_MAP_FAILURE";
 217         case -13: return "CL_MISALIGNED_SUB_BUFFER_OFFSET";
 218         case -14: return "CL_EXEC_STATUS_ERROR_FOR_EVENTS_IN_WAIT_LIST";
 219         case -15: return "CL_COMPILE_PROGRAM_FAILURE";
 220         case -16: return "CL_LINKER_NOT_AVAILABLE";
 221         case -17: return "CL_LINK_PROGRAM_FAILURE";
 222         case -18: return "CL_DEVICE_PARTITION_FAILED";
 223         case -19: return "CL_KERNEL_ARG_INFO_NOT_AVAILABLE";
 224
 225         // compile-time errors
 226         case -30: return "CL_INVALID_VALUE";
 227         case -31: return "CL_INVALID_DEVICE_TYPE";
 228         case -32: return "CL_INVALID_PLATFORM";
 229         case -33: return "CL_INVALID_DEVICE";
 230         case -34: return "CL_INVALID_CONTEXT";
 231         case -35: return "CL_INVALID_QUEUE_PROPERTIES";
 232         case -36: return "CL_INVALID_COMMAND_QUEUE";
 233         case -37: return "CL_INVALID_HOST_PTR";
 234         case -38: return "CL_INVALID_MEM_OBJECT";
 235         case -39: return "CL_INVALID_IMAGE_FORMAT_DESCRIPTOR";
 236         case -40: return "CL_INVALID_IMAGE_SIZE";
 237         case -41: return "CL_INVALID_SAMPLER";
 238         case -42: return "CL_INVALID_BINARY";
 239         case -43: return "CL_INVALID_BUILD_OPTIONS";
 240         case -44: return "CL_INVALID_PROGRAM";
 241         case -45: return "CL_INVALID_PROGRAM_EXECUTABLE";
 242         case -46: return "CL_INVALID_KERNEL_NAME";
 243         case -47: return "CL_INVALID_KERNEL_DEFINITION";
 244         case -48: return "CL_INVALID_KERNEL";
 245         case -49: return "CL_INVALID_ARG_INDEX";
 246         case -50: return "CL_INVALID_ARG_VALUE";
 247         case -51: return "CL_INVALID_ARG_SIZE";
 248         case -52: return "CL_INVALID_KERNEL_ARGS";
 249         case -53: return "CL_INVALID_WORK_DIMENSION";
 250         case -54: return "CL_INVALID_WORK_GROUP_SIZE";
 251         case -55: return "CL_INVALID_WORK_ITEM_SIZE";
 252         case -56: return "CL_INVALID_GLOBAL_OFFSET";
 253         case -57: return "CL_INVALID_EVENT_WAIT_LIST";
 254         case -58: return "CL_INVALID_EVENT";
 255         case -59: return "CL_INVALID_OPERATION";
 256         case -60: return "CL_INVALID_GL_OBJECT";
 257         case -61: return "CL_INVALID_BUFFER_SIZE";
 258         case -62: return "CL_INVALID_MIP_LEVEL";
 259         case -63: return "CL_INVALID_GLOBAL_WORK_SIZE";
 260         case -64: return "CL_INVALID_PROPERTY";
 261         case -65: return "CL_INVALID_IMAGE_DESCRIPTOR";
 262         case -66: return "CL_INVALID_COMPILER_OPTIONS";
 263         case -67: return "CL_INVALID_LINKER_OPTIONS";
 264         case -68: return "CL_INVALID_DEVICE_PARTITION_COUNT";
 265
 266         // extension errors
 267         case -1000: return "CL_INVALID_GL_SHAREGROUP_REFERENCE_KHR";
 268         case -1001: return "CL_PLATFORM_NOT_FOUND_KHR";
 269         case -1002: return "CL_INVALID_D3D10_DEVICE_KHR";
 270         case -1003: return "CL_INVALID_D3D10_RESOURCE_KHR";
 271         case -1004: return "CL_D3D10_RESOURCE_ALREADY_ACQUIRED_KHR";
 272         case -1005: return "CL_D3D10_RESOURCE_NOT_ACQUIRED_KHR";
 273         default:    return "Unknown OpenCL error: " +
 274                    std::to_string(static_cast<int32_t>(error));
 275     }
 276 }