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       1             : /*----------------------------------------------------------------------------*/
       2             : /*  CP2K: A general program to perform molecular dynamics simulations         */
       3             : /*  Copyright 2000-2024 CP2K developers group <https://cp2k.org>              */
       4             : /*                                                                            */
       5             : /*  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause                                     */
       6             : /*----------------------------------------------------------------------------*/
       7             : 
       8             : #include <assert.h>
       9             : #include <stdint.h>
      10             : #include <stdio.h>
      11             : #include <stdlib.h>
      12             : #include <string.h>
      13             : 
      14             : #include "offload_library.h"
      15             : #include "offload_runtime.h"
      16             : 
      17             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
      18             : #include <cuda.h>
      19             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP)
      20             : #include <hip/hip_runtime_api.h>
      21             : #endif
      22             : 
      23             : #if defined(__OFFLOAD_PROFILING)
      24             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
      25             : #include <nvToolsExt.h>
      26             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP) && defined(__HIP_PLATFORM_AMD__)
      27             : #include <roctracer/roctx.h>
      28             : #endif
      29             : #endif
      30             : 
      31             : static int chosen_device_id = -1;
      32             : 
      33             : const uint32_t colormap[] = {0xFFFFFF00,  // Yellow
      34             :                              0xFFFF00FF,  // Fuchsia
      35             :                              0xFFFF0000,  // Red
      36             :                              0xFFC0C0C0,  // Silver
      37             :                              0xFF808080,  // Gray
      38             :                              0xFF808000,  // Olive
      39             :                              0xFF800080,  // Purple
      40             :                              0xFF800000,  // Maroon
      41             :                              0xFF00FFFF,  // Aqua
      42             :                              0xFF00FF00,  // Lime
      43             :                              0xFF008080,  // Teal
      44             :                              0xFF008000,  // Green
      45             :                              0xFF0000FF,  // Blue
      46             :                              0xFF000080}; // Navy
      47             : 
      48             : /*******************************************************************************
      49             :  * \brief Initialize runtime.
      50             :  * \author Rocco Meli
      51             :  ******************************************************************************/
      52        8388 : void offload_init(void) {
      53             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
      54             :   CUresult error = cuInit(0);
      55             :   if (error != CUDA_SUCCESS) {
      56             :     fprintf(stderr, "ERROR: %s %d %s %d\n", "cuInit failed with error: ", error,
      57             :             __FILE__, __LINE__);
      58             :     abort();
      59             :   }
      60             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP)
      61             :   OFFLOAD_CHECK(hipInit(0));
      62             : #elif defined(__OFFLOAD_OPENCL)
      63             :   OFFLOAD_CHECK(c_dbcsr_acc_init());
      64             : #endif
      65        8388 : }
      66             : 
      67             : /*******************************************************************************
      68             :  * \brief Returns the number of available devices.
      69             :  * \author Ole Schuett
      70             :  ******************************************************************************/
      71        8392 : int offload_get_device_count(void) {
      72        8392 :   int count = 0;
      73             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
      74             :   OFFLOAD_CHECK(cudaGetDeviceCount(&count));
      75             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP)
      76             :   OFFLOAD_CHECK(hipGetDeviceCount(&count));
      77             : #elif defined(__OFFLOAD_OPENCL)
      78             :   OFFLOAD_CHECK(c_dbcsr_acc_get_ndevices(&count));
      79             : #endif
      80        8392 :   return count;
      81             : }
      82             : 
      83             : /*******************************************************************************
      84             :  * \brief Selects the chosen device to be used.
      85             :  * \author Ole Schuett
      86             :  ******************************************************************************/
      87           2 : void offload_set_chosen_device(int device_id) { chosen_device_id = device_id; }
      88             : 
      89             : /*******************************************************************************
      90             :  * \brief Returns the chosen device.
      91             :  * \author Ole Schuett
      92             :  ******************************************************************************/
      93           0 : int offload_get_chosen_device(void) { return chosen_device_id; }
      94             : 
      95             : /*******************************************************************************
      96             :  * \brief Activates the device selected via offload_set_chosen_device()
      97             :  * \author Ole Schuett
      98             :  ******************************************************************************/
      99     1320378 : void offload_activate_chosen_device(void) {
     100             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
     101             :   OFFLOAD_CHECK(cudaSetDevice(chosen_device_id));
     102             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP)
     103             :   OFFLOAD_CHECK(hipSetDevice(chosen_device_id));
     104             : #elif defined(__OFFLOAD_OPENCL)
     105             :   OFFLOAD_CHECK(c_dbcsr_acc_set_active_device(chosen_device_id));
     106             : #endif
     107     1320378 : }
     108             : 
     109             : /*******************************************************************************
     110             :  * \brief Starts a timing range.
     111             :  * \author Ole Schuett
     112             :  ******************************************************************************/
     113  1535541262 : void offload_timeset(const char *message) {
     114             : #if defined(__OFFLOAD_PROFILING)
     115             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
     116             :   // colors are picked based on a (very simple) hash value of the message
     117             :   int hash = 0;
     118             :   for (size_t i = 0; i < strlen(message); i++) {
     119             :     hash += i * message[i] * message[i];
     120             :   }
     121             :   nvtxEventAttributes_t eventAttrib = {0};
     122             :   eventAttrib.version = NVTX_VERSION;
     123             :   eventAttrib.size = NVTX_EVENT_ATTRIB_STRUCT_SIZE;
     124             :   eventAttrib.messageType = NVTX_MESSAGE_TYPE_ASCII;
     125             :   eventAttrib.message.ascii = message;
     126             :   eventAttrib.colorType = NVTX_COLOR_ARGB;
     127             :   eventAttrib.color = colormap[hash % 14];
     128             :   eventAttrib.payloadType = NVTX_PAYLOAD_TYPE_INT64;
     129             :   eventAttrib.payload.llValue = 123;
     130             :   eventAttrib.category = 42;
     131             :   nvtxRangePushEx(&eventAttrib);
     132             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP) && defined(__HIP_PLATFORM_AMD__)
     133             :   roctxRangePushA(message);
     134             : #endif
     135             : #endif
     136  1535541262 :   (void)message; // mark argument as used
     137  1535541262 : }
     138             : 
     139             : /*******************************************************************************
     140             :  * \brief Ends a timing range.
     141             :  * \author Ole Schuett
     142             :  ******************************************************************************/
     143  1535541262 : void offload_timestop(void) {
     144             : #if defined(__OFFLOAD_PROFILING)
     145             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
     146             :   nvtxRangePop();
     147             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP) && defined(__HIP_PLATFORM_AMD__)
     148             :   roctxRangePop();
     149             : #endif
     150             : #endif
     151  1535541262 : }
     152             : 
     153             : /*******************************************************************************
     154             :  * \brief Gets free and total device memory.
     155             :  * \author Ole Schuett
     156             :  ******************************************************************************/
     157           0 : void offload_mem_info(size_t *free, size_t *total) {
     158             : #if defined(__OFFLOAD_CUDA)
     159             :   OFFLOAD_CHECK(cudaMemGetInfo(free, total));
     160             : #elif defined(__OFFLOAD_HIP)
     161             :   OFFLOAD_CHECK(hipMemGetInfo(free, total));
     162             : #elif defined(__OFFLOAD_OPENCL)
     163             :   OFFLOAD_CHECK(c_dbcsr_acc_dev_mem_info(free, total));
     164             : #else
     165           0 :   *free = *total = 0;
     166             : #endif
     167           0 : }
     168             : 
     169           0 : int offload_host_malloc(void **ptr__, const size_t size__) {
     170             : #if defined(__OFFLOAD)
     171             :   offloadMallocHost(ptr__, size__); /* checked */
     172             :   return offloadSuccess;
     173             : #else
     174           0 :   *ptr__ = malloc(size__);
     175           0 :   return EXIT_SUCCESS;
     176             : #endif
     177             : }
     178             : 
     179           0 : int offload_host_free(void *ptr__) {
     180             : #if defined(__OFFLOAD)
     181             :   offloadFreeHost(ptr__); /* checked */
     182             :   return offloadSuccess;
     183             : #else
     184           0 :   free(ptr__);
     185           0 :   return EXIT_SUCCESS;
     186             : #endif
     187             : }
     188             : 
     189             : // EOF