src/gromacs/gpu_utils/pinning.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017,2018, 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 char *errorMessage = "Could not register the host memory for page locking for GPU transfers.";
  71
  72     GMX_ASSERT(isAligned(pointer, PageAlignedAllocationPolicy::alignment()),
  73                formatString("%s Host memory needs to be page aligned.", errorMessage).c_str());
  74
  75     numBytes = std::max<size_t>(1, numBytes); //C++11 3.7.4.1 gurantees that every pointer is different thus at least 1 byte
  76
  77     ensureNoPendingCudaError(errorMessage);
  78     cudaError_t stat = cudaHostRegister(pointer, numBytes, cudaHostRegisterDefault);
  79
  80     // These errors can only arise from a coding error somewhere.
  81     GMX_RELEASE_ASSERT(stat != cudaErrorInvalidValue &&
  82                        stat != cudaErrorNotSupported &&
  83                        stat != cudaErrorHostMemoryAlreadyRegistered,
  84                        formatString("%s %s: %s", errorMessage,
  85                                     cudaGetErrorName(stat), cudaGetErrorString(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                formatString("%s %s: %s which was an unexpected error", errorMessage,
  93                             cudaGetErrorName(stat), cudaGetErrorString(stat)).c_str());
  94
  95     // It might be preferable to throw InternalError here, because the
  96     // failing condition can only happen when GROMACS is used with a
  97     // CUDA API that can return some other error code. But we can't
  98     // engineer GROMACS to be forward-compatible with future CUDA
  99     // versions, so if this proves to be a problem in practice, then
 100     // GROMACS must be patched, or a supported CUDA version used.
 101     GMX_RELEASE_ASSERT(stat == cudaSuccess,
 102                        formatString("%s %s: %s", errorMessage,
 103                                     cudaGetErrorName(stat), cudaGetErrorString(stat)).c_str());
 104 }
 105
 106 void unpinBuffer(void *pointer) noexcept
 107 {
 108     const char *errorMessage = "Could not unregister pinned host memory used for GPU transfers.";
 109
 110     GMX_ASSERT(pointer != nullptr,
 111                formatString("%s pointer should not be nullptr when pinned.", errorMessage).c_str());
 112
 113     ensureNoPendingCudaError(errorMessage);
 114     cudaError_t stat = cudaHostUnregister(pointer);
 115     // These errors can only arise from a coding error somewhere.
 116     GMX_RELEASE_ASSERT(stat != cudaErrorInvalidValue && stat != cudaErrorHostMemoryNotRegistered,
 117                        formatString("%s %s: %s", errorMessage,
 118                                     cudaGetErrorName(stat), cudaGetErrorString(stat)).c_str());
 119     // If there's an error whose type we didn't expect (e.g. because a
 120     // future CUDA changes the set of errors it returns) then we
 121     // should assert, because our code is wrong.
 122     //
 123     // The approach differs from that in pin() because we might
 124     // unpin() from a destructor, in which case any attempt to throw
 125     // an uncaught exception would anyway terminate the program. A
 126     // release assertion is a better behaviour than that.
 127     GMX_RELEASE_ASSERT(stat == cudaSuccess,
 128                        formatString("%s %s: %s which was an unexpected error", errorMessage,
 129                                     cudaGetErrorName(stat), cudaGetErrorString(stat)).c_str());
 130 }
 131
 132 } // namespace gmx