src/gromacs/gpu_utils/pinning.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017,2018,2019,2020, 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  * \brief Implements functions for pinning memory to be suitable for
  37  * efficient GPU transfers on CUDA.
  38  *
  39  * \author Mark Abraham <mark.j.abraham@gmail.com>
  40  */
  41 #include "gmxpre.h"
  42
  43 #include "pinning.h"
  44
  45 #include <cstddef>
  46
  47 #include <algorithm>
  48
  49 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  50 #include "gromacs/utility/alignedallocator.h"
  51 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  52 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  53 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  54
  55 namespace gmx
  56 {
  57
  58 #if !defined(NDEBUG) || defined(DOXYGEN)
  59
  60 //! Is \c ptr aligned on a boundary that is a multiple of \c bytes.
  61 gmx_unused static inline bool isAligned(const void* ptr, size_t bytes)
  62 {
  63     return (reinterpret_cast<intptr_t>(ptr) % bytes) == 0;
  64 }
  65
  66 #endif
  67
  68 void pinBuffer(void* pointer, std::size_t numBytes) noexcept
  69 {
  70     const std::string errorMessage =
  71             "Could not register the host memory for page locking for GPU transfers. ";
  72
  73     GMX_ASSERT(isAligned(pointer, PageAlignedAllocationPolicy::alignment()),
  74                (errorMessage + "Host memory needs to be page aligned.").c_str());
  75
  76     numBytes = std::max<size_t>(
  77             1, numBytes); // C++11 3.7.4.1 gurantees that every pointer is different thus at least 1 byte
  78
  79     ensureNoPendingDeviceError(errorMessage);
  80     cudaError_t stat = cudaHostRegister(pointer, numBytes, cudaHostRegisterDefault);
  81
  82     // These errors can only arise from a coding error somewhere.
  83     GMX_RELEASE_ASSERT(stat != cudaErrorInvalidValue && stat != cudaErrorNotSupported
  84                                && stat != cudaErrorHostMemoryAlreadyRegistered,
  85                        (errorMessage + getDeviceErrorString(stat)).c_str());
  86
  87     // We always handle the error, but if it's a type we didn't expect
  88     // (e.g. because CUDA changes the set of errors it returns) then
  89     // we should get a descriptive assertion in Debug mode so we know
  90     // to fix our expectations.
  91     GMX_ASSERT(stat != cudaErrorMemoryAllocation,
  92                (errorMessage + getDeviceErrorString(stat) + " which was an unexpected error").c_str());
  93
  94     // It might be preferable to throw InternalError here, because the
  95     // failing condition can only happen when GROMACS is used with a
  96     // CUDA API that can return some other error code. But we can't
  97     // engineer GROMACS to be forward-compatible with future CUDA
  98     // versions, so if this proves to be a problem in practice, then
  99     // GROMACS must be patched, or a supported CUDA version used.
 100     GMX_RELEASE_ASSERT(stat == cudaSuccess, (errorMessage + getDeviceErrorString(stat)).c_str());
 101 }
 102
 103 void unpinBuffer(void* pointer) noexcept
 104 {
 105     const std::string errorMessage =
 106             "Could not unregister pinned host memory used for GPU transfers. ";
 107
 108     GMX_ASSERT(pointer != nullptr, (errorMessage + "Pointer should not be nullptr when pinned.").c_str());
 109
 110     ensureNoPendingDeviceError(errorMessage);
 111     cudaError_t stat = cudaHostUnregister(pointer);
 112     // These errors can only arise from a coding error somewhere.
 113     GMX_RELEASE_ASSERT(stat != cudaErrorInvalidValue && stat != cudaErrorHostMemoryNotRegistered,
 114                        (errorMessage + getDeviceErrorString(stat)).c_str());
 115     // If there's an error whose type we didn't expect (e.g. because a
 116     // future CUDA changes the set of errors it returns) then we
 117     // should assert, because our code is wrong.
 118     //
 119     // The approach differs from that in pin() because we might
 120     // unpin() from a destructor, in which case any attempt to throw
 121     // an uncaught exception would anyway terminate the program. A
 122     // release assertion is a better behaviour than that.
 123     GMX_RELEASE_ASSERT(stat == cudaSuccess, (errorMessage + getDeviceErrorString(stat)).c_str());
 124 }
 125
 126 } // namespace gmx