Merge nodehelper lib and example codes into charm
[charm.git] / src / arch / mpi / machine.c
1
2 /** @file
3  * MPI based machine layer
4  * @ingroup Machine
5  */
6 /*@{*/
7
8 #include <stdio.h>
9 #include <errno.h>
10 #include "converse.h"
11 #include <mpi.h>
12 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
13 #include <catamount/dclock.h>
14 #endif
15
16
17 #ifdef AMPI
18 #  warning "We got the AMPI version of mpi.h, instead of the system version--"
19 #  warning "   Try doing an 'rm charm/include/mpi.h' and building again."
20 #  error "Can't build Charm++ using AMPI version of mpi.h header"
21 #endif
22
23 /*Support for ++debug: */
24 #if defined(_WIN32) && ! defined(__CYGWIN__)
25 #include <windows.h>
26 #include <wincon.h>
27 #include <sys/types.h>
28 #include <sys/timeb.h>
29 static void sleep(int secs) {
30     Sleep(1000*secs);
31 }
32 #else
33 #include <unistd.h> /*For getpid()*/
34 #endif
35 #include <stdlib.h> /*For sleep()*/
36
37 #include "machine.h"
38 #include "pcqueue.h"
39
40 /* =======Beginning of Definitions of Performance-Specific Macros =======*/
41 /* Whether to use multiple send queue in SMP mode */
42 #define MULTI_SENDQUEUE    0
43
44 /* ###Beginning of flow control related macros ### */
45 #define CMI_EXERT_SEND_CAP 0
46 #define CMI_EXERT_RECV_CAP 0
47
48 #define CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP 0
49 /* This macro defines the max number of msgs in the sender msg buffer
50  * that is allowed for recving operation to continue
51  */
52 static int CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD=4;
53 #define CMI_DYNAMIC_MAXCAPSIZE 1000
54 static int CMI_DYNAMIC_SEND_CAPSIZE=4;
55 static int CMI_DYNAMIC_RECV_CAPSIZE=3;
56 /* initial values, -1 indiates there's no cap */
57 static int dynamicSendCap = CMI_DYNAMIC_MAXCAPSIZE;
58 static int dynamicRecvCap = CMI_DYNAMIC_MAXCAPSIZE;
59 static MPI_Comm charmComm;
60
61 #if CMI_EXERT_SEND_CAP
62 #define SEND_CAP 3
63 #endif
64
65 #if CMI_EXERT_RECV_CAP
66 #define RECV_CAP 2
67 #endif
68 /* ###End of flow control related macros ### */
69
70 /* ###Beginning of machine-layer-tracing related macros ### */
71 #if CMK_TRACE_ENABLED && CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD
72 #define CMI_MPI_TRACE_MOREDETAILED 0
73 #undef CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS
74 #define CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS 1
75 #else
76 #undef CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD
77 #define CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD 0
78 #endif
79
80 #define CMK_TRACE_COMMOVERHEAD 0
81 #if CMK_TRACE_ENABLED && CMK_TRACE_COMMOVERHEAD
82 #undef CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS
83 #define CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS 1
84 #else
85 #undef CMK_TRACE_COMMOVERHEAD
86 #define CMK_TRACE_COMMOVERHEAD 0
87 #endif
88
89 #if CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS && CMK_TRACE_ENABLED && !CMK_TRACE_IN_CHARM
90 CpvStaticDeclare(double, projTraceStart);
91 #define  START_EVENT()  CpvAccess(projTraceStart) = CmiWallTimer();
92 #define  END_EVENT(x)   traceUserBracketEvent(x, CpvAccess(projTraceStart), CmiWallTimer());
93 #else
94 #define  START_EVENT()
95 #define  END_EVENT(x)
96 #endif
97
98 #if CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD
99 #define START_TRACE_SENDCOMM(msg)  \
100                         int isTraceEligible = traceBeginCommOp(msg); \
101                         if(isTraceEligible) traceSendMsgComm(msg);
102 #define END_TRACE_SENDCOMM(msg) if(isTraceEligible) traceEndCommOp(msg);
103 #define START_TRACE_RECVCOMM(msg) CpvAccess(projTraceStart) = CmiWallTimer();
104 #define END_TRACE_RECVCOMM(msg) \
105                         if(traceBeginCommOp(msg)){ \
106                             traceChangeLastTimestamp(CpvAccess(projTraceStart)); \
107                             traceSendMsgComm(msg); \
108                             traceEndCommOp(msg); \
109                         }
110 #define CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(x) \
111                         do{ \
112                             double etime = CmiWallTimer(); \
113                             if(etime - CpvAccess(projTraceStart) > 5*1e-6){ \
114                                 traceUserBracketEvent(x, CpvAccess(projTraceStart), etime); \
115                             }\
116                         }while(0);
117 #else
118 #define START_TRACE_SENDCOMM(msg)
119 #define END_TRACE_SENDCOMM(msg)
120 #define START_TRACE_RECVCOMM(msg)
121 #define END_TRACE_RECVCOMM(msg)
122 #define CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(x)
123 #endif
124
125 /* ###End of machine-layer-tracing related macros ### */
126
127 /* ###Beginning of POST_RECV related macros ### */
128 /*
129  * If MPI_POST_RECV is defined, we provide default values for
130  * size and number of posted recieves. If MPI_POST_RECV_COUNT
131  * is set then a default value for MPI_POST_RECV_SIZE is used
132  * if not specified by the user.
133  */
134 #define MPI_POST_RECV 0
135
136 /* Making those parameters configurable for testing them easily */
137
138 #if MPI_POST_RECV
139 #define MPI_DYNAMIC_POST_RECV 0
140
141 /* Note the tag offset of a msg is determined by
142  * (its size - MPI_RECV_LOWERSIZE)/MPI_POST_RECV_INC.
143  * based on POST_RECV_TAG.
144  */
145 static int MPI_POST_RECV_COUNT=10;
146
147 /* The range of msgs to be tracked for histogramming */
148 static int MPI_POST_RECV_LOWERSIZE=8000;
149 static int MPI_POST_RECV_UPPERSIZE=64000;
150
151 /* The increment of msg size to be tracked, i.e. the histogram bucket size */
152 static int MPI_POST_RECV_INC = 1000;
153
154 /* The unit increment of msg cnt for increase #buf for a post recved msg */
155 static int MPI_POST_RECV_MSG_INC = 400;
156
157 /* If the #msg exceeds this value, post recv is created for such msg */
158 static int MPI_POST_RECV_MSG_CNT_THRESHOLD = 200;
159
160 /* The frequency of checking the existing posted recv buffers in the unit of #msgs */
161 static int MPI_POST_RECV_FREQ = 1000;
162
163 static int MPI_POST_RECV_SIZE;
164
165 typedef struct mpiPostRecvList {
166     /* POST_RECV_TAG + msgSizeIdx is the recv tag;
167      * Based on this value, this buf corresponds to msg size ranging
168      * [msgSizeIdx*MPI_POST_RECV_INC, (msgSizeIdx+1)*MPI_POST_RECV_INC)
169      */
170     int msgSizeIdx;
171     int bufCnt;
172     MPI_Request *postedRecvReqs;
173     char **postedRecvBufs;
174     struct mpiPostRecvList *next;
175 } MPIPostRecvList;
176 CpvDeclare(MPIPostRecvList *, postRecvListHdr);
177 CpvDeclare(MPIPostRecvList *, curPostRecvPtr);
178 CpvDeclare(int, msgRecvCnt);
179
180 CpvDeclare(unsigned long long, Cmi_posted_recv_total);
181 CpvDeclare(unsigned long long, Cmi_unposted_recv_total);
182 CpvDeclare(MPI_Request*, CmiPostedRecvRequests); /* An array of request handles for posted recvs */
183 CpvDeclare(char**,CmiPostedRecvBuffers);
184
185 /* Note: currently MPI doesn't provide a function whether a request is in progress.
186  * For example, a irecv has been filled partially. Then a call to MPI_Test still returns
187  * indicating it has not been finished. If only relying on this result, then calling
188  * MPI_Cancel will result in a loss of this msg. The dynamic post recv mechanism
189  * can only be safely used in a synchronized point such as load balancing.
190  */
191 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
192 static int MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
193 static int MAX_HISTOGRAM_BUCKETS; /* only cares msg size less 2 MB */
194 CpvDeclare(int *, MSG_HISTOGRAM_ARRAY);
195 static void recordMsgHistogramInfo(int size);
196 static void reportMsgHistogramInfo();
197 #endif /* end of MPI_DYNAMIC_POST_RECV defined */
198
199 #endif /* end of MPI_POST_RECV defined */
200
201 /* Defining this macro will use MPI_Irecv instead of MPI_Recv for
202  * large messages. This could save synchronization overhead caused by
203  * the rzv protocol used by MPI
204  */
205 #define USE_ASYNC_RECV_FUNC 0
206
207 #ifdef USE_ASYNC_RECV_FUNC
208 static int IRECV_MSG_THRESHOLD = 8000;
209 typedef struct IRecvListEntry{
210     MPI_Request req;
211     char *msg;
212     int size;
213     struct IRecvListEntry *next;
214 }*IRecvList;
215
216 static IRecvList freedIrecvList = NULL; /* used to recycle the entries */
217 static IRecvList waitIrecvListHead = NULL; /* points to the guardian entry, i.e., the next of it points to the first entry */
218 static IRecvList waitIrecvListTail = NULL; /* points to the last entry */
219
220 static IRecvList irecvListEntryAllocate(){
221     IRecvList ret;
222     if(freedIrecvList == NULL) {
223         ret = (IRecvList)malloc(sizeof(struct IRecvListEntry));        
224         return ret;
225     } else {
226         ret = freedIrecvList;
227         freedIrecvList = freedIrecvList->next;
228         return ret;
229     }
230 }
231 static void irecvListEntryFree(IRecvList used){
232     used->next = freedIrecvList;
233     freedIrecvList = used;
234 }
235
236 #endif /* end of USE_ASYNC_RECV_FUNC */
237
238 /* Providing functions for external usage to set up the dynamic recv buffer
239  * when the user is aware that it's safe to call such function
240  */
241 void CmiSetupMachineRecvBuffers();
242
243 #define CAPTURE_MSG_HISTOGRAM 0
244 #if CAPTURE_MSG_HISTOGRAM && !MPI_DYNAMIC_POST_RECV
245 static int MSG_HISTOGRAM_BINSIZE=1000;
246 static int MAX_HISTOGRAM_BUCKETS=2000; /* only cares msg size less 2 MB */
247 CpvDeclare(int *, MSG_HISTOGRAM_ARRAY);
248 static void recordMsgHistogramInfo(int size);
249 static void reportMsgHistogramInfo();
250 #endif
251
252 /* to avoid MPI's in order delivery, changing MPI Tag all the time */
253 #define TAG     1375
254 #if MPI_POST_RECV
255 #define POST_RECV_TAG       (TAG+1)
256 #define BARRIER_ZERO_TAG  TAG
257 #else
258 #define BARRIER_ZERO_TAG   (TAG-1)
259 #endif
260 /* ###End of POST_RECV related related macros ### */
261
262 #if CMK_BLUEGENEL
263 #define MAX_QLEN 8
264 #define NETWORK_PROGRESS_PERIOD_DEFAULT 16
265 #else
266 #define NETWORK_PROGRESS_PERIOD_DEFAULT 0
267 #define MAX_QLEN 200
268 #endif
269 /* =======End of Definitions of Performance-Specific Macros =======*/
270
271
272 /* =====Beginning of Definitions of Message-Corruption Related Macros=====*/
273 #define CMI_MAGIC(msg)                   ((CmiMsgHeaderBasic *)msg)->magic
274 #define CHARM_MAGIC_NUMBER               126
275
276 #if CMK_ERROR_CHECKING
277 extern unsigned char computeCheckSum(unsigned char *data, int len);
278 static int checksum_flag = 0;
279 #define CMI_SET_CHECKSUM(msg, len)      \
280         if (checksum_flag)  {   \
281           ((CmiMsgHeaderBasic *)msg)->cksum = 0;        \
282           ((CmiMsgHeaderBasic *)msg)->cksum = computeCheckSum((unsigned char*)msg, len);        \
283         }
284 #define CMI_CHECK_CHECKSUM(msg, len)    \
285         if (checksum_flag)      \
286           if (computeCheckSum((unsigned char*)msg, len) != 0)   \
287             CmiAbort("Fatal error: checksum doesn't agree!\n");
288 #else
289 #define CMI_SET_CHECKSUM(msg, len)
290 #define CMI_CHECK_CHECKSUM(msg, len)
291 #endif
292 /* =====End of Definitions of Message-Corruption Related Macros=====*/
293
294 /* =====Beginning of Declarations of Machine Specific Variables===== */
295 #include <signal.h>
296 void (*signal_int)(int);
297
298 static int _thread_provided = -1; /* Indicating MPI thread level */
299 static int idleblock = 0;
300
301 /* A simple list for msgs that have been sent by MPI_Isend */
302 typedef struct msg_list {
303     char *msg;
304     struct msg_list *next;
305     int size, destpe, mode;
306     MPI_Request req;
307 } SMSG_LIST;
308
309 CpvStaticDeclare(SMSG_LIST *, sent_msgs);
310 CpvStaticDeclare(SMSG_LIST *, end_sent);
311
312 CpvStaticDeclare(int, MsgQueueLen);
313 static int request_max;
314 /*FLAG: consume outstanding Isends in scheduler loop*/
315 static int no_outstanding_sends=0;
316
317 #if NODE_0_IS_CONVHOST
318 int inside_comm = 0;
319 #endif
320
321 typedef struct ProcState {
322 #if MULTI_SENDQUEUE
323     PCQueue      sendMsgBuf;       /* per processor message sending queue */
324 #endif
325     CmiNodeLock  recvLock;                  /* for cs->recv */
326 } ProcState;
327 static ProcState  *procState;
328
329 #if CMK_SMP && !MULTI_SENDQUEUE
330 static PCQueue sendMsgBuf;
331 static CmiNodeLock  sendMsgBufLock = NULL;        /* for sendMsgBuf */
332 #endif
333 /* =====End of Declarations of Machine Specific Variables===== */
334
335 #if CMK_MEM_CHECKPOINT
336 #define FAIL_TAG   1200
337 int num_workpes, total_pes;
338 int *petorank = NULL;
339 int  nextrank;
340 void mpi_end_spare();
341 #endif
342
343 /* =====Beginning of Declarations of Machine Specific Functions===== */
344 /* Utility functions */
345 #if CMK_BLUEGENEL
346 extern void MPID_Progress_test();
347 #endif
348 static size_t CmiAllAsyncMsgsSent(void);
349 static void CmiReleaseSentMessages(void);
350 static int PumpMsgs(void);
351 static void PumpMsgsBlocking(void);
352
353 #if CMK_SMP
354 static int MsgQueueEmpty();
355 static int RecvQueueEmpty();
356 static int SendMsgBuf();
357 static  void EnqueueMsg(void *m, int size, int node, int mode);
358 #endif
359
360 /* The machine-specific send function */
361 static CmiCommHandle MachineSpecificSendForMPI(int destNode, int size, char *msg, int mode);
362 #define LrtsSendFunc MachineSpecificSendForMPI
363
364 /* ### Beginning of Machine-startup Related Functions ### */
365 static void MachineInitForMPI(int *argc, char ***argv, int *numNodes, int *myNodeID);
366 #define LrtsInit MachineInitForMPI
367
368 static void MachinePreCommonInitForMPI(int everReturn);
369 static void MachinePostCommonInitForMPI(int everReturn);
370 #define LrtsPreCommonInit MachinePreCommonInitForMPI
371 #define LrtsPostCommonInit MachinePostCommonInitForMPI
372 /* ### End of Machine-startup Related Functions ### */
373
374 /* ### Beginning of Machine-running Related Functions ### */
375 static void AdvanceCommunicationForMPI(int whenidle);
376 #define LrtsAdvanceCommunication AdvanceCommunicationForMPI
377
378 static void DrainResourcesForMPI(); /* used when exit */
379 #define LrtsDrainResources DrainResourcesForMPI
380
381 static void MachineExitForMPI();
382 #define LrtsExit MachineExitForMPI
383 /* ### End of Machine-running Related Functions ### */
384
385 /* ### Beginning of Idle-state Related Functions ### */
386 void CmiNotifyIdleForMPI(void);
387 /* ### End of Idle-state Related Functions ### */
388
389 static void MachinePostNonLocalForMPI();
390 #define LrtsPostNonLocal MachinePostNonLocalForMPI
391
392 /* =====End of Declarations of Machine Specific Functions===== */
393
394 /**
395  *  Macros that overwrites the common codes, such as
396  *  CMK_SMP_NO_COMMTHD, NETWORK_PROGRESS_PERIOD_DEFAULT,
397  *  USE_COMMON_SYNC_P2P, CMK_HAS_SIZE_IN_MSGHDR,
398  *  CMK_OFFLOAD_BCAST_PROCESS etc.
399  */
400 #define CMK_HAS_SIZE_IN_MSGHDR 0
401 #include "machine-lrts.h"
402 #include "machine-common-core.c"
403
404 /* The machine specific msg-sending function */
405
406 #if CMK_SMP
407 static void EnqueueMsg(void *m, int size, int node, int mode) {
408     /*SMSG_LIST *msg_tmp = (SMSG_LIST *) CmiAlloc(sizeof(SMSG_LIST));*/
409     SMSG_LIST *msg_tmp = (SMSG_LIST *) malloc(sizeof(SMSG_LIST));
410     MACHSTATE1(3,"EnqueueMsg to node %d {{ ", node);
411     msg_tmp->msg = m;
412     msg_tmp->size = size;
413     msg_tmp->destpe = node;
414     msg_tmp->next = 0;
415     msg_tmp->mode = mode;
416
417 #if MULTI_SENDQUEUE
418     PCQueuePush(procState[CmiMyRank()].sendMsgBuf,(char *)msg_tmp);
419 #else
420     /*CmiLock(sendMsgBufLock);*/
421     PCQueuePush(sendMsgBuf,(char *)msg_tmp);
422     /*CmiUnlock(sendMsgBufLock);*/
423 #endif
424
425     MACHSTATE3(3,"}} EnqueueMsg to %d finish with queue %p len: %d", node, sendMsgBuf, PCQueueLength(sendMsgBuf));
426 }
427 #endif
428
429 /* The function that calls MPI_Isend so that both non-SMP and SMP could use */
430 static CmiCommHandle MPISendOneMsg(SMSG_LIST *smsg) {
431     int node = smsg->destpe;
432     int size = smsg->size;
433     char *msg = smsg->msg;
434     int mode = smsg->mode;
435     int dstrank;
436
437     MACHSTATE2(3,"MPI_send to node %d rank: %d{", node, CMI_DEST_RANK(msg));
438 #if CMK_ERROR_CHECKING
439     CMI_MAGIC(msg) = CHARM_MAGIC_NUMBER;
440     CMI_SET_CHECKSUM(msg, size);
441 #endif
442
443 #if MPI_POST_RECV
444     if (size>=MPI_POST_RECV_LOWERSIZE && size < MPI_POST_RECV_UPPERSIZE) {
445 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
446         int sendTagOffset = (size-MPI_POST_RECV_LOWERSIZE)/MPI_POST_RECV_INC+1;
447         START_TRACE_SENDCOMM(msg);
448         if (MPI_SUCCESS != MPI_Isend((void *)msg,size,MPI_BYTE,node,POST_RECV_TAG+sendTagOffset,charmComm,&(smsg->req)))
449             CmiAbort("MPISendOneMsg: MPI_Isend failed!\n");
450         END_TRACE_SENDCOMM(msg);
451 #else
452         START_TRACE_SENDCOMM(msg);
453         if (MPI_SUCCESS != MPI_Isend((void *)msg,size,MPI_BYTE,node,POST_RECV_TAG,charmComm,&(smsg->req)))
454             CmiAbort("MPISendOneMsg: MPI_Isend failed!\n");
455         END_TRACE_SENDCOMM(msg);
456 #endif
457     } else {
458         START_TRACE_SENDCOMM(msg);
459             if (MPI_SUCCESS != MPI_Isend((void *)msg,size,MPI_BYTE,node,TAG,charmComm,&(smsg->req)))
460             CmiAbort("MPISendOneMsg: MPI_Isend failed!\n");
461         END_TRACE_SENDCOMM(msg);
462     }
463 #else
464 /* branch not using MPI_POST_RECV */
465
466 #if CMK_MEM_CHECKPOINT
467         dstrank = petorank[node];
468 #else
469         dstrank=node;
470 #endif
471     START_TRACE_SENDCOMM(msg)
472     if (MPI_SUCCESS != MPI_Isend((void *)msg,size,MPI_BYTE,dstrank,TAG,charmComm,&(smsg->req)))
473         CmiAbort("MPISendOneMsg: MPI_Isend failed!\n");
474     END_TRACE_SENDCOMM(msg)
475 #endif /* end of #if MPI_POST_RECV */
476
477     MACHSTATE(3,"}MPI_Isend end");
478     CpvAccess(MsgQueueLen)++;
479     if (CpvAccess(sent_msgs)==0)
480         CpvAccess(sent_msgs) = smsg;
481     else
482         CpvAccess(end_sent)->next = smsg;
483     CpvAccess(end_sent) = smsg;
484
485 #if !CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP && !CMI_EXERT_SEND_CAP
486     if (mode == P2P_SYNC || mode == P2P_ASYNC)
487     {
488     while (CpvAccess(MsgQueueLen) > request_max) {
489         CmiReleaseSentMessages();
490         PumpMsgs();
491     }
492     }
493 #endif
494
495     return (CmiCommHandle) &(smsg->req);
496 }
497
498 static CmiCommHandle MachineSpecificSendForMPI(int destNode, int size, char *msg, int mode) {
499     /* Ignoring the mode for MPI layer */
500
501     CmiState cs = CmiGetState();
502     SMSG_LIST *msg_tmp;
503     int  rank;
504
505     CmiAssert(destNode != CmiMyNode());
506 #if CMK_SMP
507     if (Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_SEND_RECV) {
508       EnqueueMsg(msg, size, destNode, mode);
509       return 0;
510     }
511 #endif
512     /* non smp */
513     /*msg_tmp = (SMSG_LIST *) CmiAlloc(sizeof(SMSG_LIST));*/
514     msg_tmp = (SMSG_LIST *) malloc(sizeof(SMSG_LIST));
515     msg_tmp->msg = msg;
516     msg_tmp->destpe = destNode;
517     msg_tmp->size = size;
518     msg_tmp->next = 0;
519     msg_tmp->mode = mode;
520     return MPISendOneMsg(msg_tmp);
521 }
522
523 static size_t CmiAllAsyncMsgsSent(void) {
524     SMSG_LIST *msg_tmp = CpvAccess(sent_msgs);
525     MPI_Status sts;
526     int done;
527
528     while (msg_tmp!=0) {
529         done = 0;
530         if (MPI_SUCCESS != MPI_Test(&(msg_tmp->req), &done, &sts))
531             CmiAbort("CmiAllAsyncMsgsSent: MPI_Test failed!\n");
532         if (!done)
533             return 0;
534         msg_tmp = msg_tmp->next;
535         /*    MsgQueueLen--; ????? */
536     }
537     return 1;
538 }
539
540 int CmiAsyncMsgSent(CmiCommHandle c) {
541
542     SMSG_LIST *msg_tmp = CpvAccess(sent_msgs);
543     int done;
544     MPI_Status sts;
545
546     while ((msg_tmp) && ((CmiCommHandle)&(msg_tmp->req) != c))
547         msg_tmp = msg_tmp->next;
548     if (msg_tmp) {
549         done = 0;
550         if (MPI_SUCCESS != MPI_Test(&(msg_tmp->req), &done, &sts))
551             CmiAbort("CmiAsyncMsgSent: MPI_Test failed!\n");
552         return ((done)?1:0);
553     } else {
554         return 1;
555     }
556 }
557
558 void CmiReleaseCommHandle(CmiCommHandle c) {
559     return;
560 }
561
562 /* ######Beginning of functions related with communication progress ###### */
563 static void CmiReleaseSentMessages(void) {
564     SMSG_LIST *msg_tmp=CpvAccess(sent_msgs);
565     SMSG_LIST *prev=0;
566     SMSG_LIST *temp;
567     int done;
568     MPI_Status sts;
569
570 #if CMK_BLUEGENEL
571     MPID_Progress_test();
572 #endif
573
574     MACHSTATE1(2,"CmiReleaseSentMessages begin on %d {", CmiMyPe());
575     while (msg_tmp!=0) {
576         done =0;
577 #if CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD || CMK_TRACE_COMMOVERHEAD
578         double startT = CmiWallTimer();
579 #endif
580         if (MPI_Test(&(msg_tmp->req), &done, &sts) != MPI_SUCCESS)
581             CmiAbort("CmiReleaseSentMessages: MPI_Test failed!\n");
582         if (done) {
583             MACHSTATE2(3,"CmiReleaseSentMessages release one %d to %d", CmiMyPe(), msg_tmp->destpe);
584             CpvAccess(MsgQueueLen)--;
585             /* Release the message */
586             temp = msg_tmp->next;
587             if (prev==0) /* first message */
588                 CpvAccess(sent_msgs) = temp;
589             else
590                 prev->next = temp;
591             CmiFree(msg_tmp->msg);
592             /* CmiFree(msg_tmp); */
593             free(msg_tmp);
594             msg_tmp = temp;
595         } else {
596             prev = msg_tmp;
597             msg_tmp = msg_tmp->next;
598         }
599 #if CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD || CMK_TRACE_COMMOVERHEAD
600         {
601             double endT = CmiWallTimer();
602             /* only record the event if it takes more than 1ms */
603             if (endT-startT>=0.001) traceUserSuppliedBracketedNote("MPI_Test: release a msg", 60, startT, endT);
604         }
605 #endif
606     }
607     CpvAccess(end_sent) = prev;
608     MACHSTATE(2,"} CmiReleaseSentMessages end");
609 }
610
611 static int PumpMsgs(void) {
612     int nbytes, flg, res;
613     char *msg;
614     MPI_Status sts;
615     int recd=0;
616
617 #if CMI_EXERT_RECV_CAP || CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
618     int recvCnt=0;
619 #endif
620
621 #if CMK_BLUEGENEL
622     MPID_Progress_test();
623 #endif
624
625     MACHSTATE(2,"PumpMsgs begin {");
626
627 #if CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
628     dynamicRecvCap = CMI_DYNAMIC_MAXCAPSIZE;
629 #endif
630
631     while (1) {
632         int doSyncRecv = 1;
633 #if CMI_EXERT_RECV_CAP
634         if (recvCnt==RECV_CAP) break;
635 #elif CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
636         if (recvCnt >= dynamicRecvCap) break;
637 #endif
638
639         START_TRACE_RECVCOMM(NULL);
640
641         /* First check posted recvs then do  probe unmatched outstanding messages */
642 #if MPI_POST_RECV
643         MPIPostRecvList *postedOne = NULL;
644         int completed_index = -1;
645         flg = 0;
646 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
647         MPIPostRecvList *oldPostRecvPtr = CpvAccess(curPostRecvPtr);
648         if (oldPostRecvPtr) {
649             /* post recv buf inited */
650             do {
651                 /* round-robin iteration over the list */
652                 MPIPostRecvList *cur = CpvAccess(curPostRecvPtr);
653                 if (MPI_SUCCESS != MPI_Testany(cur->bufCnt, cur->postedRecvReqs, &completed_index, &flg, &sts))
654                     CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Testany failed!\n");
655
656                 if (flg) {
657                     postedOne = cur;
658                     break;
659                 }
660                 CpvAccess(curPostRecvPtr) = CpvAccess(curPostRecvPtr)->next;
661             } while (CpvAccess(curPostRecvPtr) != oldPostRecvPtr);
662         }
663 #else
664         MPIPostRecvList *cur = CpvAccess(curPostRecvPtr);
665         if (MPI_SUCCESS != MPI_Testany(cur->bufCnt, cur->postedRecvReqs, &completed_index, &flg, &sts))
666             CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Testany failed!\n");
667 #endif
668         CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(60); /* MPI_Test related user event */
669         if (flg) {
670             if (MPI_SUCCESS != MPI_Get_count(&sts, MPI_BYTE, &nbytes))
671                 CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Get_count failed!\n");
672
673             recd = 1;
674 #if !MPI_DYNAMIC_POST_RECV
675             postedOne = CpvAccess(curPostRecvPtr);
676 #endif
677             msg = (postedOne->postedRecvBufs)[completed_index];
678             (postedOne->postedRecvBufs)[completed_index] = NULL;
679
680             CpvAccess(Cmi_posted_recv_total)++;
681         } else {
682             START_EVENT();
683             res = MPI_Iprobe(MPI_ANY_SOURCE, MPI_ANY_TAG, charmComm, &flg, &sts);
684             if (res != MPI_SUCCESS)
685                 CmiAbort("MPI_Iprobe failed\n");
686             if (!flg) break;
687             
688             CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(70); /* MPI_Iprobe related user event */
689             recd = 1;
690             MPI_Get_count(&sts, MPI_BYTE, &nbytes);
691             msg = (char *) CmiAlloc(nbytes);
692
693 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC
694             if(nbytes >= IRECV_MSG_THRESHOLD) doSyncRecv = 0;
695 #endif            
696             if(doSyncRecv){
697                 START_EVENT();
698                 if (MPI_SUCCESS != MPI_Recv(msg,nbytes,MPI_BYTE,sts.MPI_SOURCE,sts.MPI_TAG, charmComm,&sts))
699                     CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Recv failed!\n");                
700             }
701 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC        
702             else {
703                 START_EVENT();
704                 IRecvList one = irecvListEntryAllocate();
705                 if(MPI_SUCCESS != MPI_Irecv(msg, nbytes, MPI_BYTE, sts.MPI_SOURCE, sts.MPI_TAG, charmComm, &(one->req)))
706                     CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Irecv failed!\n");
707                 /*printf("[%d]: irecv msg=%p, nbytes=%d, src=%d, tag=%d\n", CmiMyPe(), msg, nbytes, sts.MPI_SOURCE, sts.MPI_TAG);*/
708                 one->msg = msg;
709                 one->size = nbytes;
710                 one->next = NULL;
711                 waitIrecvListTail->next = one;
712                 waitIrecvListTail = one;
713                 CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(50); /* MPI_Irecv related user events */
714             }
715 #endif
716             CpvAccess(Cmi_unposted_recv_total)++;
717         }
718 #else
719         /* Original version */
720         START_EVENT();
721         res = MPI_Iprobe(MPI_ANY_SOURCE, TAG, charmComm, &flg, &sts);
722         if (res != MPI_SUCCESS)
723             CmiAbort("MPI_Iprobe failed\n");
724
725         if (!flg) break;
726         CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(70); /* MPI_Iprobe related user event */
727         
728         recd = 1;
729         MPI_Get_count(&sts, MPI_BYTE, &nbytes);
730         msg = (char *) CmiAlloc(nbytes);
731
732 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC
733         if(nbytes >= IRECV_MSG_THRESHOLD) doSyncRecv = 0;
734 #endif        
735         if(doSyncRecv){
736             START_EVENT();
737             if (MPI_SUCCESS != MPI_Recv(msg,nbytes,MPI_BYTE,sts.MPI_SOURCE,sts.MPI_TAG, charmComm,&sts))
738                 CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Recv failed!\n");            
739         }
740 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC        
741         else {
742             START_EVENT();
743             IRecvList one = irecvListEntryAllocate();
744             if(MPI_SUCCESS != MPI_Irecv(msg, nbytes, MPI_BYTE, sts.MPI_SOURCE, sts.MPI_TAG, charmComm, &(one->req)))
745                 CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Irecv failed!\n");
746             one->msg = msg;
747             one->size = nbytes;
748             one->next = NULL;
749             waitIrecvListTail->next = one;
750             waitIrecvListTail = one;
751             /*printf("PE[%d]: MPI_Irecv msg=%p, size=%d, entry=%p\n", CmiMyPe(), msg, nbytes, one);*/
752             CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(50); /* MPI_Irecv related user events */
753         }
754 #endif
755
756 #endif /*end of not MPI_POST_RECV */
757
758         MACHSTATE2(3,"PumpMsgs recv one from node:%d to rank:%d", sts.MPI_SOURCE, CMI_DEST_RANK(msg));
759         CMI_CHECK_CHECKSUM(msg, nbytes);
760 #if CMK_ERROR_CHECKING
761         if (CMI_MAGIC(msg) != CHARM_MAGIC_NUMBER) { /* received a non-charm msg */
762             CmiPrintf("Charm++ Abort: Non Charm++ Message Received of size %d. \n", nbytes);
763             CmiFree(msg);
764             CmiAbort("Abort!\n");
765             continue;
766         }
767 #endif
768
769         if(doSyncRecv){
770             END_TRACE_RECVCOMM(msg);
771             handleOneRecvedMsg(nbytes, msg);
772         }
773         
774 #if CAPTURE_MSG_HISTOGRAM || MPI_DYNAMIC_POST_RECV
775         recordMsgHistogramInfo(nbytes);
776 #endif
777
778 #if  MPI_POST_RECV
779 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
780         if (postedOne) {
781             //printf("[%d]: get one posted recv\n", CmiMyPe());
782             /* Get the upper size of this buffer */
783             int postRecvBufSize = postedOne->msgSizeIdx*MPI_POST_RECV_INC + MPI_POST_RECV_LOWERSIZE - 1;
784             int postRecvTag = POST_RECV_TAG + postedOne->msgSizeIdx;
785             /* Has to re-allocate the buffer for the message */
786             (postedOne->postedRecvBufs)[completed_index] = (char *)CmiAlloc(postRecvBufSize);
787
788             /* and repost the recv */
789             START_EVENT();
790
791             if (MPI_SUCCESS != MPI_Irecv((postedOne->postedRecvBufs)[completed_index] ,
792                                          postRecvBufSize,
793                                          MPI_BYTE,
794                                          MPI_ANY_SOURCE,
795                                          postRecvTag,
796                                          charmComm,
797                                          &((postedOne->postedRecvReqs)[completed_index])  ))
798                 CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Irecv failed!\n");
799             CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(50); /* MPI_Irecv related user events */
800         }
801 #else
802         if (postedOne) {
803             /* Has to re-allocate the buffer for the message */
804             (postedOne->postedRecvBufs)[completed_index] = (char *)CmiAlloc(MPI_POST_RECV_SIZE);
805
806             /* and repost the recv */
807             START_EVENT();
808             if (MPI_SUCCESS != MPI_Irecv((postedOne->postedRecvBufs)[completed_index] ,
809                                          MPI_POST_RECV_SIZE,
810                                          MPI_BYTE,
811                                          MPI_ANY_SOURCE,
812                                          POST_RECV_TAG,
813                                          charmComm,
814                                          &((postedOne->postedRecvReqs)[completed_index])  ))
815                 CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Irecv failed!\n");
816             CONDITIONAL_TRACE_USER_EVENT(50); /* MPI_Irecv related user events */
817         }
818 #endif /* not MPI_DYNAMIC_POST_RECV */
819 #endif
820
821 #if CMI_EXERT_RECV_CAP
822         recvCnt++;
823 #elif CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
824         recvCnt++;
825 #if CMK_SMP
826         /* check sendMsgBuf to get the  number of messages that have not been sent
827              * which is only available in SMP mode
828          * MsgQueueLen indicates the number of messages that have not been released
829              * by MPI
830              */
831         if (PCQueueLength(sendMsgBuf) > CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD
832                 || CpvAccess(MsgQueueLen) > CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD) {
833             dynamicRecvCap = CMI_DYNAMIC_RECV_CAPSIZE;
834         }
835 #else
836         /* MsgQueueLen indicates the number of messages that have not been released
837              * by MPI
838              */
839         if (CpvAccess(MsgQueueLen) > CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD) {
840             dynamicRecvCap = CMI_DYNAMIC_RECV_CAPSIZE;
841         }
842 #endif
843
844 #endif
845
846     }
847
848 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC
849 /* Another loop to check the irecved msgs list */
850 {
851     IRecvList irecvEnt;
852     int irecvDone = 0;
853     MPI_Status sts;
854     while(waitIrecvListHead->next) {
855         IRecvList irecvEnt = waitIrecvListHead->next;
856
857         START_EVENT();
858                 
859         /*printf("PE[%d]: check irecv entry=%p\n", CmiMyPe(), irecvEnt);*/
860         if(MPI_SUCCESS != MPI_Test(&(irecvEnt->req), &irecvDone, &sts))
861             CmiAbort("PumpMsgs: MPI_Test failed!\n");
862         if(!irecvDone) break; /* in-order recv */
863
864         END_TRACE_RECVCOMM((irecvEnt->msg));
865         /*printf("PE[%d]: irecv entry=%p finished with size=%d, msg=%p\n", CmiMyPe(), irecvEnt, irecvEnt->size, irecvEnt->msg);*/
866         
867         handleOneRecvedMsg(irecvEnt->size, irecvEnt->msg);
868         waitIrecvListHead->next = irecvEnt->next;
869         irecvListEntryFree(irecvEnt);
870         recd = 1;        
871     }
872     if(waitIrecvListHead->next == NULL)
873         waitIrecvListTail = waitIrecvListHead;
874 }
875 #endif
876
877
878     MACHSTATE(2,"} PumpMsgs end ");
879     return recd;
880 }
881
882 /* blocking version */
883 static void PumpMsgsBlocking(void) {
884     static int maxbytes = 20000000;
885     static char *buf = NULL;
886     int nbytes, flg;
887     MPI_Status sts;
888     char *msg;
889     int recd=0;
890
891     if (!PCQueueEmpty(CmiGetState()->recv)) return;
892     if (!CdsFifo_Empty(CpvAccess(CmiLocalQueue))) return;
893     if (!CqsEmpty(CpvAccess(CsdSchedQueue))) return;
894     if (CpvAccess(sent_msgs))  return;
895
896 #if 0
897     CmiPrintf("[%d] PumpMsgsBlocking. \n", CmiMyPe());
898 #endif
899
900     if (buf == NULL) {
901         buf = (char *) CmiAlloc(maxbytes);
902         _MEMCHECK(buf);
903     }
904
905
906 #if MPI_POST_RECV
907 #warning "Using MPI posted receives and PumpMsgsBlocking() will break"
908     CmiAbort("Unsupported use of PumpMsgsBlocking. This call should be extended to check posted recvs, cancel them all, and then wait on any incoming message, and then re-post the recvs");
909 #endif
910
911     START_TRACE_RECVCOMM(NULL);
912     if (MPI_SUCCESS != MPI_Recv(buf,maxbytes,MPI_BYTE,MPI_ANY_SOURCE,TAG, charmComm,&sts))
913         CmiAbort("PumpMsgs: PMP_Recv failed!\n");    
914
915     MPI_Get_count(&sts, MPI_BYTE, &nbytes);
916     msg = (char *) CmiAlloc(nbytes);
917     memcpy(msg, buf, nbytes);
918     END_TRACE_RECVCOMM(msg);
919
920 #if CMK_SMP_TRACE_COMMTHREAD && CMI_MPI_TRACE_MOREDETAILED
921     char tmp[32];
922     sprintf(tmp, "To proc %d", CmiNodeFirst(CmiMyNode())+CMI_DEST_RANK(msg));
923     traceUserSuppliedBracketedNote(tmp, 30, CpvAccess(projTraceStart), CmiWallTimer());
924 #endif
925
926     handleOneRecvedMsg(nbytes, msg);
927 }
928
929
930 #if CMK_SMP
931
932 /* called by communication thread in SMP */
933 static int SendMsgBuf() {
934     SMSG_LIST *msg_tmp;
935     char *msg;
936     int node, rank, size;
937     int i;
938     int sent = 0;
939
940 #if CMI_EXERT_SEND_CAP || CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
941     int sentCnt = 0;
942 #endif
943
944 #if CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
945     dynamicSendCap = CMI_DYNAMIC_MAXCAPSIZE;
946 #endif
947
948     MACHSTATE(2,"SendMsgBuf begin {");
949 #if MULTI_SENDQUEUE
950     for (i=0; i<_Cmi_mynodesize+1; i++) { /* subtle: including comm thread */
951         if (!PCQueueEmpty(procState[i].sendMsgBuf)) {
952             msg_tmp = (SMSG_LIST *)PCQueuePop(procState[i].sendMsgBuf);
953 #else
954     /* single message sending queue */
955     /* CmiLock(sendMsgBufLock); */
956     msg_tmp = (SMSG_LIST *)PCQueuePop(sendMsgBuf);
957     /* CmiUnlock(sendMsgBufLock); */
958     while (NULL != msg_tmp) {
959 #endif
960             MPISendOneMsg(msg_tmp);
961             sent=1;
962
963 #if CMI_EXERT_SEND_CAP
964             if (++sentCnt == SEND_CAP) break;
965 #elif CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
966             if (++sentCnt >= dynamicSendCap) break;
967             if (CpvAccess(MsgQueueLen) > CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD)
968                 dynamicSendCap = CMI_DYNAMIC_SEND_CAPSIZE;
969 #endif
970
971 #if ! MULTI_SENDQUEUE
972             /* CmiLock(sendMsgBufLock); */
973             msg_tmp = (SMSG_LIST *)PCQueuePop(sendMsgBuf);
974             /* CmiUnlock(sendMsgBufLock); */
975 #endif
976         }
977 #if MULTI_SENDQUEUE
978     }
979 #endif
980     MACHSTATE(2,"}SendMsgBuf end ");
981     return sent;
982 }
983
984 static int MsgQueueEmpty() {
985     int i;
986 #if MULTI_SENDQUEUE
987     for (i=0; i<_Cmi_mynodesize; i++)
988         if (!PCQueueEmpty(procState[i].sendMsgBuf)) return 0;
989 #else
990     return PCQueueEmpty(sendMsgBuf);
991 #endif
992     return 1;
993 }
994
995 /* test if all processors recv queues are empty */
996 static int RecvQueueEmpty() {
997     int i;
998     for (i=0; i<_Cmi_mynodesize; i++) {
999         CmiState cs=CmiGetStateN(i);
1000         if (!PCQueueEmpty(cs->recv)) return 0;
1001     }
1002     return 1;
1003 }
1004
1005
1006 #define REPORT_COMM_METRICS 0
1007 #if REPORT_COMM_METRICS
1008 static double pumptime = 0.0;
1009 static double releasetime = 0.0;
1010 static double sendtime = 0.0;
1011 #endif
1012
1013 #endif //end of CMK_SMP
1014
1015 static void AdvanceCommunicationForMPI(int whenidle) {
1016 #if REPORT_COMM_METRICS
1017     double t1, t2, t3, t4;
1018     t1 = CmiWallTimer();
1019 #endif
1020
1021 #if CMK_SMP
1022     PumpMsgs();
1023
1024 #if REPORT_COMM_METRICS
1025     t2 = CmiWallTimer();
1026 #endif
1027
1028     CmiReleaseSentMessages();
1029 #if REPORT_COMM_METRICS
1030     t3 = CmiWallTimer();
1031 #endif
1032
1033     SendMsgBuf();
1034
1035 #if REPORT_COMM_METRICS
1036     t4 = CmiWallTimer();
1037     pumptime += (t2-t1);
1038     releasetime += (t3-t2);
1039     sendtime += (t4-t3);
1040 #endif
1041
1042 #else /* non-SMP case */
1043     CmiReleaseSentMessages();
1044
1045 #if REPORT_COMM_METRICS
1046     t2 = CmiWallTimer();
1047 #endif
1048     PumpMsgs();
1049
1050 #if REPORT_COMM_METRICS
1051     t3 = CmiWallTimer();
1052     pumptime += (t3-t2);
1053     releasetime += (t2-t1);
1054 #endif
1055
1056 #endif /* end of #if CMK_SMP */
1057 }
1058 /* ######End of functions related with communication progress ###### */
1059
1060 static void MachinePostNonLocalForMPI() {
1061 #if !CMK_SMP
1062     if (no_outstanding_sends) {
1063         while (CpvAccess(MsgQueueLen)>0) {
1064             AdvanceCommunicationForMPI(0);
1065         }
1066     }
1067
1068     /* FIXME: I don't think the following codes are needed because
1069      * it repeats the same job of the next call of CmiGetNonLocal
1070      */
1071 #if 0
1072     if (!msg) {
1073         CmiReleaseSentMessages();
1074         if (PumpMsgs())
1075             return  PCQueuePop(cs->recv);
1076         else
1077             return 0;
1078     }
1079 #endif
1080 #else
1081   if (Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_ONLY_RECV) {
1082         CmiReleaseSentMessages();       
1083         /* ??? SendMsgBuf is a not a thread-safe function. If it is put
1084          * here and this function will be called in CmiNotifyStillIdle,
1085          * then a data-race problem occurs */
1086         /*SendMsgBuf();*/
1087   }
1088 #endif
1089 }
1090
1091 /* Idle-state related functions: called in non-smp mode */
1092 void CmiNotifyIdleForMPI(void) {
1093     CmiReleaseSentMessages();
1094     if (!PumpMsgs() && idleblock) PumpMsgsBlocking();
1095 }
1096
1097 /* Network progress function is used to poll the network when for
1098    messages. This flushes receive buffers on some  implementations*/
1099 #if CMK_MACHINE_PROGRESS_DEFINED
1100 void CmiMachineProgressImpl() {
1101 #if !CMK_SMP
1102     PumpMsgs();
1103 #if CMK_IMMEDIATE_MSG
1104     CmiHandleImmediate();
1105 #endif
1106 #else
1107     /*Not implemented yet. Communication server does not seem to be
1108       thread safe, so only communication thread call it */
1109     if (CmiMyRank() == CmiMyNodeSize())
1110         CommunicationServerThread(0);
1111 #endif
1112 }
1113 #endif
1114
1115 /* ######Beginning of functions related with exiting programs###### */
1116 void DrainResourcesForMPI() {
1117 #if !CMK_SMP
1118     while (!CmiAllAsyncMsgsSent()) {
1119         PumpMsgs();
1120         CmiReleaseSentMessages();
1121     }
1122 #else
1123     if(Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_SEND_RECV){
1124         while (!MsgQueueEmpty() || !CmiAllAsyncMsgsSent()) {
1125             CmiReleaseSentMessages();
1126             SendMsgBuf();
1127             PumpMsgs();
1128         }
1129     }else if(Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_ONLY_RECV) {
1130         while(!CmiAllAsyncMsgsSent()) {
1131             CmiReleaseSentMessages();
1132         }
1133     }
1134 #endif
1135 #if CMK_MEM_CHECKPOINT
1136     if (CmiMyPe() == 0) mpi_end_spare();
1137 #endif
1138     MACHSTATE(2, "Machine exit barrier begin {");
1139     START_EVENT();
1140     if (MPI_SUCCESS != MPI_Barrier(charmComm))
1141         CmiAbort("DrainResourcesForMPI: MPI_Barrier failed!\n");
1142     END_EVENT(10);
1143     MACHSTATE(2, "} Machine exit barrier end");
1144 }
1145
1146 void MachineExitForMPI() {
1147     int i;
1148 #if (CMK_DEBUG_MODE || CMK_WEB_MODE || NODE_0_IS_CONVHOST)
1149     int doPrint = 0;
1150     if (CmiMyNode()==0) doPrint = 1;
1151
1152     if (doPrint /*|| CmiMyNode()%11==0 */) {
1153 #if MPI_POST_RECV
1154         CmiPrintf("node[%d]: %llu posted receives,  %llu unposted receives\n", CmiMyNode(), CpvAccess(Cmi_posted_recv_total), CpvAccess(Cmi_unposted_recv_total));
1155 #endif
1156     }
1157 #endif
1158
1159 #if MPI_POST_RECV
1160     {
1161         MPIPostRecvList *ptr = CpvAccess(postRecvListHdr);
1162         if (ptr) {
1163             do {
1164                 for (i=0; i<ptr->bufCnt; i++) MPI_Cancel(ptr->postedRecvReqs+i);
1165                 ptr = ptr->next;
1166             } while (ptr!=CpvAccess(postRecvListHdr));
1167         }
1168     }
1169 #endif
1170
1171 #if REPORT_COMM_METRICS
1172 #if CMK_SMP
1173     CmiPrintf("Report comm metrics for node %d[%d-%d]: pumptime: %f, releasetime: %f, senttime: %f\n",
1174               CmiMyNode(), CmiNodeFirst(CmiMyNode()), CmiNodeFirst(CmiMyNode())+CmiMyNodeSize()-1,
1175               pumptime, releasetime, sendtime);
1176 #else
1177     CmiPrintf("Report comm metrics for proc %d: pumptime: %f, releasetime: %f, senttime: %f\n",
1178               CmiMyPe(), pumptime, releasetime, sendtime);
1179 #endif
1180 #endif
1181
1182    if(!CharmLibInterOperate) {
1183 #if ! CMK_AUTOBUILD
1184       signal(SIGINT, signal_int);
1185       MPI_Finalize();
1186 #endif
1187       exit(0);
1188     }
1189 }
1190
1191 static int machine_exit_idx;
1192 static void machine_exit(char *m) {
1193     EmergencyExit();
1194     /*printf("--> %d: machine_exit\n",CmiMyPe());*/
1195     fflush(stdout);
1196     CmiNodeBarrier();
1197     if (CmiMyRank() == 0) {
1198         MPI_Barrier(charmComm);
1199         /*printf("==> %d: passed barrier\n",CmiMyPe());*/
1200         MPI_Abort(charmComm, 1);
1201     } else {
1202         while (1) CmiYield();
1203     }
1204 }
1205
1206 static void KillOnAllSigs(int sigNo) {
1207     static int already_in_signal_handler = 0;
1208     char *m;
1209     if (already_in_signal_handler) return;   /* MPI_Abort(charmComm,1); */
1210     already_in_signal_handler = 1;
1211 #if CMK_CCS_AVAILABLE
1212     if (CpvAccess(cmiArgDebugFlag)) {
1213         CpdNotify(CPD_SIGNAL, sigNo);
1214         CpdFreeze();
1215     }
1216 #endif
1217     CmiError("------------- Processor %d Exiting: Caught Signal ------------\n"
1218              "Signal: %d\n",CmiMyPe(),sigNo);
1219     CmiPrintStackTrace(1);
1220
1221     m = CmiAlloc(CmiMsgHeaderSizeBytes);
1222     CmiSetHandler(m, machine_exit_idx);
1223     CmiSyncBroadcastAndFree(CmiMsgHeaderSizeBytes, m);
1224     machine_exit(m);
1225 }
1226 /* ######End of functions related with exiting programs###### */
1227
1228
1229 /* ######Beginning of functions related with starting programs###### */
1230 static void registerMPITraceEvents() {
1231 #if CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS && CMK_TRACE_ENABLED && !CMK_TRACE_IN_CHARM
1232     traceRegisterUserEvent("MPI_Barrier", 10);
1233     traceRegisterUserEvent("MPI_Send", 20);
1234     traceRegisterUserEvent("MPI_Recv", 30);
1235     traceRegisterUserEvent("MPI_Isend", 40);
1236     traceRegisterUserEvent("MPI_Irecv", 50);
1237     traceRegisterUserEvent("MPI_Test[any]", 60);
1238     traceRegisterUserEvent("MPI_Iprobe", 70);
1239 #endif
1240 }
1241
1242 #if MACHINE_DEBUG_LOG
1243 FILE *debugLog = NULL;
1244 #endif
1245
1246 static char *thread_level_tostring(int thread_level) {
1247 #if CMK_MPI_INIT_THREAD
1248     switch (thread_level) {
1249     case MPI_THREAD_SINGLE:
1250         return "MPI_THREAD_SINGLE";
1251     case MPI_THREAD_FUNNELED:
1252         return "MPI_THREAD_FUNNELED";
1253     case MPI_THREAD_SERIALIZED:
1254         return "MPI_THREAD_SERIALIZED";
1255     case MPI_THREAD_MULTIPLE :
1256         return "MPI_THREAD_MULTIPLE";
1257     default: {
1258         char *str = (char*)malloc(5);
1259         sprintf(str,"%d", thread_level);
1260         return str;
1261     }
1262     }
1263     return  "unknown";
1264 #else
1265     char *str = (char*)malloc(5);
1266     sprintf(str,"%d", thread_level);
1267     return str;
1268 #endif
1269 }
1270
1271 /**
1272  *  Obtain the number of nodes, my node id, and consuming machine layer
1273  *  specific arguments
1274  */
1275 static void MachineInitForMPI(int *argc, char ***argv, int *numNodes, int *myNodeID) {
1276     int n,i;
1277     int ver, subver;
1278     int provided;
1279     int thread_level;
1280     int myNID;
1281     int largc=*argc;
1282     char** largv=*argv;
1283
1284 #if MACHINE_DEBUG
1285     debugLog=NULL;
1286 #endif
1287 #if CMK_USE_HP_MAIN_FIX
1288 #if FOR_CPLUS
1289     _main(largc,largv);
1290 #endif
1291 #endif
1292
1293     if (CmiGetArgFlag(largv, "+comm_thread_only_recv")) {
1294 #if CMK_SMP
1295       Cmi_smp_mode_setting = COMM_THREAD_ONLY_RECV;
1296 #else
1297       CmiAbort("+comm_thread_only_recv option can only be used with SMP version of Charm++");
1298 #endif
1299     }
1300
1301     if(!CharmLibInterOperate) {
1302 #if CMK_MPI_INIT_THREAD
1303 #if CMK_SMP
1304     if (Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_SEND_RECV)
1305         thread_level = MPI_THREAD_FUNNELED;
1306       else
1307         thread_level = MPI_THREAD_MULTIPLE;
1308 #else
1309       thread_level = MPI_THREAD_SINGLE;
1310 #endif
1311       MPI_Init_thread(argc, argv, thread_level, &provided);
1312       _thread_provided = provided;
1313 #else
1314       MPI_Init(argc, argv);
1315       thread_level = 0;
1316       _thread_provided = -1;
1317 #endif
1318     }
1319
1320     largc = *argc;
1321     largv = *argv;
1322     if(!CharmLibInterOperate) {
1323                         MPI_Comm_dup(MPI_COMM_WORLD,&charmComm);
1324       MPI_Comm_size(charmComm, numNodes);
1325                         MPI_Comm_rank(charmComm, myNodeID);
1326     }
1327
1328     myNID = *myNodeID;
1329
1330     MPI_Get_version(&ver, &subver);
1331     if(!CharmLibInterOperate) {
1332       if (myNID == 0) {
1333         printf("Charm++> Running on MPI version: %d.%d\n", ver, subver);
1334         printf("Charm++> level of thread support used: %s (desired: %s)\n", thread_level_tostring(_thread_provided), thread_level_tostring(thread_level));
1335       }
1336     }
1337
1338 #if CMK_SMP
1339     if (Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_ONLY_RECV && _thread_provided != MPI_THREAD_MULTIPLE) {
1340         Cmi_smp_mode_setting = COMM_THREAD_SEND_RECV; 
1341         if (myNID == 0) {
1342           printf("Charm++> +comm_thread_only_recv disabled\n");
1343         }
1344     }
1345 #endif
1346
1347     {
1348         int debug = CmiGetArgFlag(largv,"++debug");
1349         int debug_no_pause = CmiGetArgFlag(largv,"++debug-no-pause");
1350         if (debug || debug_no_pause) {  /*Pause so user has a chance to start and attach debugger*/
1351 #if CMK_HAS_GETPID
1352             printf("CHARMDEBUG> Processor %d has PID %d\n",myNID,getpid());
1353             fflush(stdout);
1354             if (!debug_no_pause)
1355                 sleep(15);
1356 #else
1357             printf("++debug ignored.\n");
1358 #endif
1359         }
1360     }
1361
1362
1363 #if CMK_MEM_CHECKPOINT
1364     if (CmiGetArgInt(largv,"+wp",&num_workpes)) {
1365        CmiAssert(num_workpes <= *numNodes);
1366        total_pes = *numNodes;
1367        *numNodes = num_workpes;
1368     }
1369     else
1370        total_pes = num_workpes = *numNodes;
1371     if (*myNodeID == 0)
1372        CmiPrintf("Charm++> FT using %d processors and %d spare processors.\n", num_workpes, total_pes-num_workpes);
1373     petorank = (int *)malloc(sizeof(int) * num_workpes);
1374     for (i=0; i<num_workpes; i++)  petorank[i] = i;
1375     nextrank = num_workpes;
1376
1377     if (*myNodeID >= num_workpes) {    /* is spare processor */
1378       MPI_Status sts;
1379       int vals[2];
1380       MPI_Recv(vals,2,MPI_INT,MPI_ANY_SOURCE,FAIL_TAG, charmComm,&sts);
1381       int newpe = vals[0];
1382       CpvAccess(_curRestartPhase) = vals[1];
1383
1384       if (newpe == -1) {
1385           MPI_Barrier(charmComm);
1386           MPI_Finalize();
1387           exit(0);
1388       }
1389
1390       CmiPrintf("Charm++> Spare MPI rank %d is activated for PE %d.\n", *myNodeID, newpe);
1391         /* update petorank */
1392       MPI_Recv(petorank, num_workpes, MPI_INT,MPI_ANY_SOURCE,FAIL_TAG,charmComm, &sts);
1393       nextrank = *myNodeID + 1;
1394       *myNodeID = newpe;
1395       myNID = newpe;
1396
1397        /* add +restartaftercrash to argv */
1398       char *phase_str;
1399       char **restart_argv;
1400       int i=0;
1401       while(largv[i]!= NULL) i++;
1402       restart_argv = (char **)malloc(sizeof(char *)*(i+3));
1403       i=0;
1404       while(largv[i]!= NULL){
1405                 restart_argv[i] = largv[i];
1406                 i++;
1407       }
1408       restart_argv[i] = "+restartaftercrash";
1409       phase_str = (char*)malloc(10);
1410       sprintf(phase_str,"%d", CpvAccess(_curRestartPhase));
1411       restart_argv[i+1]=phase_str;
1412       restart_argv[i+2]=NULL;
1413       *argv = restart_argv;
1414       *argc = i+2;
1415       largc = *argc;
1416       largv = *argv;
1417     }
1418 #endif
1419
1420     idleblock = CmiGetArgFlag(largv, "+idleblocking");
1421     if (idleblock && _Cmi_mynode == 0) {
1422         printf("Charm++: Running in idle blocking mode.\n");
1423     }
1424
1425 #if CMK_CHARMDEBUG
1426     /* setup signal handlers */
1427     signal(SIGSEGV, KillOnAllSigs);
1428     signal(SIGFPE, KillOnAllSigs);
1429     signal(SIGILL, KillOnAllSigs);
1430     signal_int = signal(SIGINT, KillOnAllSigs);
1431     signal(SIGTERM, KillOnAllSigs);
1432     signal(SIGABRT, KillOnAllSigs);
1433 #   if !defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__) /*UNIX-only signals*/
1434     signal(SIGQUIT, KillOnAllSigs);
1435     signal(SIGBUS, KillOnAllSigs);
1436 #   endif /*UNIX*/
1437 #endif
1438
1439 #if CMK_NO_OUTSTANDING_SENDS
1440     no_outstanding_sends=1;
1441 #endif
1442     if (CmiGetArgFlag(largv,"+no_outstanding_sends")) {
1443         no_outstanding_sends = 1;
1444         if (myNID == 0)
1445             printf("Charm++: Will%s consume outstanding sends in scheduler loop\n",
1446                    no_outstanding_sends?"":" not");
1447     }
1448
1449     request_max=MAX_QLEN;
1450     CmiGetArgInt(largv,"+requestmax",&request_max);
1451     /*printf("request max=%d\n", request_max);*/
1452
1453 #if MPI_POST_RECV
1454     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvCnt", &MPI_POST_RECV_COUNT);
1455     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvLowerSize", &MPI_POST_RECV_LOWERSIZE);
1456     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvUpperSize", &MPI_POST_RECV_UPPERSIZE);
1457     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvThreshold", &MPI_POST_RECV_MSG_CNT_THRESHOLD);
1458     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvBucketSize", &MPI_POST_RECV_INC);
1459     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvMsgInc", &MPI_POST_RECV_MSG_INC);
1460     CmiGetArgInt(largv, "+postRecvCheckFreq", &MPI_POST_RECV_FREQ);
1461     if (MPI_POST_RECV_COUNT<=0) MPI_POST_RECV_COUNT=1;
1462     if (MPI_POST_RECV_LOWERSIZE>MPI_POST_RECV_UPPERSIZE) MPI_POST_RECV_UPPERSIZE = MPI_POST_RECV_LOWERSIZE;
1463     MPI_POST_RECV_SIZE = MPI_POST_RECV_UPPERSIZE;
1464     if (myNID==0) {
1465         printf("Charm++: using post-recv scheme with %d pre-posted recvs ranging from %d to %d (bytes) with msg count threshold %d and msg histogram bucket size %d, #buf increment every %d msgs. The buffers are checked every %d msgs\n",
1466                MPI_POST_RECV_COUNT, MPI_POST_RECV_LOWERSIZE, MPI_POST_RECV_UPPERSIZE,
1467                MPI_POST_RECV_MSG_CNT_THRESHOLD, MPI_POST_RECV_INC, MPI_POST_RECV_MSG_INC, MPI_POST_RECV_FREQ);
1468     }
1469 #endif
1470
1471 #if CMI_DYNAMIC_EXERT_CAP
1472     CmiGetArgInt(largv, "+dynCapThreshold", &CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD);
1473     CmiGetArgInt(largv, "+dynCapSend", &CMI_DYNAMIC_SEND_CAPSIZE);
1474     CmiGetArgInt(largv, "+dynCapRecv", &CMI_DYNAMIC_RECV_CAPSIZE);
1475     if (myNID==0) {
1476         printf("Charm++: using dynamic flow control with outgoing threshold %d, send cap %d, recv cap %d\n",
1477                CMI_DYNAMIC_OUTGOING_THRESHOLD, CMI_DYNAMIC_SEND_CAPSIZE, CMI_DYNAMIC_RECV_CAPSIZE);
1478     }
1479 #endif
1480
1481 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC
1482     CmiGetArgInt(largv, "+irecvMsgThreshold", &IRECV_MSG_THRESHOLD);
1483     if(myNID==0) {
1484         printf("Charm++: for msg size larger than %d, MPI_Irecv is going to be used.\n", IRECV_MSG_THRESHOLD);
1485     }
1486 #endif
1487
1488     /* checksum flag */
1489     if (CmiGetArgFlag(largv,"+checksum")) {
1490 #if CMK_ERROR_CHECKING
1491         checksum_flag = 1;
1492         if (myNID == 0) CmiPrintf("Charm++: CheckSum checking enabled! \n");
1493 #else
1494         if (myNID == 0) CmiPrintf("Charm++: +checksum ignored in optimized version! \n");
1495 #endif
1496     }
1497
1498     procState = (ProcState *)malloc((_Cmi_mynodesize+1) * sizeof(ProcState));
1499     for (i=0; i<_Cmi_mynodesize+1; i++) {
1500 #if MULTI_SENDQUEUE
1501         procState[i].sendMsgBuf = PCQueueCreate();
1502 #endif
1503         procState[i].recvLock = CmiCreateLock();
1504     }
1505 #if CMK_SMP
1506 #if !MULTI_SENDQUEUE
1507     sendMsgBuf = PCQueueCreate();
1508     sendMsgBufLock = CmiCreateLock();
1509 #endif
1510 #endif
1511 }
1512
1513 static void MachinePreCommonInitForMPI(int everReturn) {
1514
1515 #if MPI_POST_RECV
1516     int doInit = 1;
1517     int i;
1518
1519 #if CMK_SMP
1520     if (CmiMyRank() != CmiMyNodeSize()) doInit = 0;
1521 #endif
1522
1523     /* Currently, in mpi smp, the main thread will be the comm thread, so
1524      *  only the comm thread should post recvs. Cpvs, however, need to be
1525      * created on rank 0 (the ptrs to the actual cpv memory), while
1526      * other ranks are busy waiting for this to finish. So cpv initialize
1527      * routines have to be called on every ranks, although they are only
1528      * useful on comm thread (whose rank is not zero) -Chao Mei
1529      */
1530     CpvInitialize(unsigned long long, Cmi_posted_recv_total);
1531     CpvInitialize(unsigned long long, Cmi_unposted_recv_total);
1532     CpvInitialize(MPI_Request*, CmiPostedRecvRequests);
1533     CpvInitialize(char **, CmiPostedRecvBuffers);
1534
1535     CpvAccess(CmiPostedRecvRequests) = NULL;
1536     CpvAccess(CmiPostedRecvBuffers) = NULL;
1537
1538     CpvInitialize(MPIPostRecvList *, postRecvListHdr);
1539     CpvInitialize(MPIPostRecvList *, curPostRecvPtr);
1540     CpvInitialize(int, msgRecvCnt);
1541
1542     CpvAccess(postRecvListHdr) = NULL;
1543     CpvAccess(curPostRecvPtr) = NULL;
1544     CpvAccess(msgRecvCnt) = 0;
1545
1546 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
1547     CpvInitialize(int *, MSG_HISTOGRAM_ARRAY);
1548 #endif
1549
1550     if (doInit) {
1551 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
1552         MSG_HISTOGRAM_BINSIZE = MPI_POST_RECV_INC;
1553         /* including two more buckets that are out of the range [LOWERSIZE, UPPERSIZE] */
1554         MAX_HISTOGRAM_BUCKETS = (MPI_POST_RECV_UPPERSIZE - MPI_POST_RECV_LOWERSIZE)/MSG_HISTOGRAM_BINSIZE+2;
1555         CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY) = (int *)malloc(sizeof(int)*MAX_HISTOGRAM_BUCKETS);
1556         memset(CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY), 0, sizeof(int)*MAX_HISTOGRAM_BUCKETS);
1557 #else
1558         /* Post some extra recvs to help out with incoming messages */
1559         /* On some MPIs the messages are unexpected and thus slow */
1560
1561         CpvAccess(postRecvListHdr) = (MPIPostRecvList *)malloc(sizeof(MPIPostRecvList));
1562
1563         /* An array of request handles for posted recvs */
1564         CpvAccess(postRecvListHdr)->msgSizeIdx = -1;
1565         CpvAccess(postRecvListHdr)->bufCnt = MPI_POST_RECV_COUNT;
1566         CpvAccess(postRecvListHdr)->postedRecvReqs = (MPI_Request*)malloc(sizeof(MPI_Request)*MPI_POST_RECV_COUNT);
1567         /* An array of buffers for posted recvs */
1568         CpvAccess(postRecvListHdr)->postedRecvBufs = (char**)malloc(MPI_POST_RECV_COUNT*sizeof(char *));
1569         CpvAccess(postRecvListHdr)->next = CpvAccess(postRecvListHdr);
1570         CpvAccess(curPostRecvPtr) = CpvAccess(postRecvListHdr);
1571
1572         /* Post Recvs */
1573         for (i=0; i<MPI_POST_RECV_COUNT; i++) {
1574             char *tmpbuf = (char *)CmiAlloc(MPI_POST_RECV_SIZE); /* Note: could be aligned allocation?? */
1575             CpvAccess(postRecvListHdr)->postedRecvBufs[i] = tmpbuf;
1576             if (MPI_SUCCESS != MPI_Irecv(tmpbuf,
1577                                          MPI_POST_RECV_SIZE,
1578                                          MPI_BYTE,
1579                                          MPI_ANY_SOURCE,
1580                                          POST_RECV_TAG,
1581                                          charmComm,
1582                                          CpvAccess(postRecvListHdr)->postedRecvReqs+i  ))
1583                 CmiAbort("MPI_Irecv failed\n");
1584         }
1585 #endif
1586     }
1587 #endif /* end of MPI_POST_RECV */
1588
1589 #if CAPTURE_MSG_HISTOGRAM && !MPI_DYNAMIC_POST_RECV
1590     CpvInitialize(int *, MSG_HISTOGRAM_ARRAY);
1591     CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY) = (int *)malloc(sizeof(int)*MAX_HISTOGRAM_BUCKETS);
1592     memset(CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY), 0, sizeof(int)*MAX_HISTOGRAM_BUCKETS);
1593 #endif
1594
1595 #if USE_ASYNC_RECV_FUNC
1596 #if CMK_SMP
1597     /* allocate the guardian entry only on comm thread considering NUMA */
1598     if(CmiMyRank() == CmiMyNodeSize()) {
1599         waitIrecvListHead = waitIrecvListTail = irecvListEntryAllocate();
1600         waitIrecvListHead->next = NULL;
1601     }
1602 #else    
1603     waitIrecvListHead = waitIrecvListTail = irecvListEntryAllocate();
1604     waitIrecvListHead->next = NULL;
1605 #endif
1606 #endif
1607 }
1608
1609 static void MachinePostCommonInitForMPI(int everReturn) {
1610
1611     CmiIdleState *s=CmiNotifyGetState();
1612
1613     CpvInitialize(SMSG_LIST *, sent_msgs);
1614     CpvInitialize(SMSG_LIST *, end_sent);
1615     CpvInitialize(int, MsgQueueLen);
1616     CpvAccess(sent_msgs) = NULL;
1617     CpvAccess(end_sent) = NULL;
1618     CpvAccess(MsgQueueLen) = 0;
1619
1620     machine_exit_idx = CmiRegisterHandler((CmiHandler)machine_exit);
1621
1622 #if CMI_MPI_TRACE_USEREVENTS && CMK_TRACE_ENABLED && !CMK_TRACE_IN_CHARM
1623     CpvInitialize(double, projTraceStart);
1624     /* only PE 0 needs to care about registration (to generate sts file). */
1625     if (CmiMyPe() == 0) {
1626         registerMachineUserEventsFunction(&registerMPITraceEvents);
1627     }
1628 #endif
1629
1630 #if CMK_SMP
1631     CcdCallOnConditionKeep(CcdPROCESSOR_BEGIN_IDLE,(CcdVoidFn)CmiNotifyBeginIdle,(void *)s);
1632     CcdCallOnConditionKeep(CcdPROCESSOR_STILL_IDLE,(CcdVoidFn)CmiNotifyStillIdle,(void *)s);
1633     if (Cmi_smp_mode_setting == COMM_THREAD_ONLY_RECV)
1634       CcdCallOnConditionKeep(CcdPERIODIC,(CcdVoidFn)LrtsPostNonLocal,NULL);
1635 #else
1636     CcdCallOnConditionKeep(CcdPROCESSOR_STILL_IDLE,(CcdVoidFn)CmiNotifyIdleForMPI,NULL);
1637 #endif
1638
1639 #if MACHINE_DEBUG_LOG
1640     if (CmiMyRank() == 0) {
1641         char ln[200];
1642         sprintf(ln,"debugLog.%d",CmiMyNode());
1643         debugLog=fopen(ln,"w");
1644     }
1645 #endif
1646 }
1647 /* ######End of functions related with starting programs###### */
1648
1649 /***********************************************************************
1650  *
1651  * Abort function:
1652  *
1653  ************************************************************************/
1654
1655 void LrtsAbort(const char *message) {
1656     char *m;
1657     /* if CharmDebug is attached simply try to send a message to it */
1658 #if CMK_CCS_AVAILABLE
1659     if (CpvAccess(cmiArgDebugFlag)) {
1660         CpdNotify(CPD_ABORT, message);
1661         CpdFreeze();
1662     }
1663 #endif
1664     CmiError("------------- Processor %d Exiting: Called CmiAbort ------------\n"
1665              "Reason: %s\n",CmiMyPe(),message);
1666     /*  CmiError(message); */
1667     CmiPrintStackTrace(0);
1668     m = CmiAlloc(CmiMsgHeaderSizeBytes);
1669     CmiSetHandler(m, machine_exit_idx);
1670     CmiSyncBroadcastAndFree(CmiMsgHeaderSizeBytes, m);
1671     machine_exit(m);
1672     /* Program never reaches here */
1673     MPI_Abort(charmComm, 1);
1674 }
1675
1676 /**************************  TIMER FUNCTIONS **************************/
1677 #if CMK_TIMER_USE_SPECIAL || CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1678
1679 /* MPI calls are not threadsafe, even the timer on some machines */
1680 static CmiNodeLock  timerLock = 0;
1681                                 static int _absoluteTime = 0;
1682                                                            static double starttimer = 0;
1683                                                                                       static int _is_global = 0;
1684
1685 int CmiTimerIsSynchronized() {
1686     int  flag;
1687     void *v;
1688
1689     /*  check if it using synchronized timer */
1690     if (MPI_SUCCESS != MPI_Attr_get(charmComm, MPI_WTIME_IS_GLOBAL, &v, &flag))
1691         printf("MPI_WTIME_IS_GLOBAL not valid!\n");
1692     if (flag) {
1693         _is_global = *(int*)v;
1694         if (_is_global && CmiMyPe() == 0)
1695             printf("Charm++> MPI timer is synchronized\n");
1696     }
1697     return _is_global;
1698 }
1699
1700 int CmiTimerAbsolute() {
1701     return _absoluteTime;
1702 }
1703
1704 double CmiStartTimer() {
1705     return 0.0;
1706 }
1707
1708 double CmiInitTime() {
1709     return starttimer;
1710 }
1711
1712 void CmiTimerInit(char **argv) {
1713     _absoluteTime = CmiGetArgFlagDesc(argv,"+useAbsoluteTime", "Use system's absolute time as wallclock time.");
1714     if (_absoluteTime && CmiMyPe() == 0)
1715         printf("Charm++> absolute MPI timer is used\n");
1716
1717 #if ! CMK_MEM_CHECKPOINT
1718     _is_global = CmiTimerIsSynchronized();
1719 #else
1720     _is_global = 0;
1721 #endif
1722
1723     if (_is_global) {
1724         if (CmiMyRank() == 0) {
1725             double minTimer;
1726 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1727             starttimer = dclock();
1728 #else
1729             starttimer = MPI_Wtime();
1730 #endif
1731
1732             MPI_Allreduce(&starttimer, &minTimer, 1, MPI_DOUBLE, MPI_MIN,
1733                           charmComm );
1734             starttimer = minTimer;
1735         }
1736     } else { /* we don't have a synchronous timer, set our own start time */
1737 #if ! CMK_MEM_CHECKPOINT
1738         CmiBarrier();
1739         CmiBarrier();
1740         CmiBarrier();
1741 #endif
1742 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1743         starttimer = dclock();
1744 #else
1745         starttimer = MPI_Wtime();
1746 #endif
1747     }
1748
1749 #if 0 && CMK_SMP && CMK_MPI_INIT_THREAD
1750     if (CmiMyRank()==0 && _thread_provided == MPI_THREAD_SINGLE)
1751         timerLock = CmiCreateLock();
1752 #endif
1753     CmiNodeAllBarrier();          /* for smp */
1754 }
1755
1756 /**
1757  * Since the timerLock is never created, and is
1758  * always NULL, then all the if-condition inside
1759  * the timer functions could be disabled right
1760  * now in the case of SMP. --Chao Mei
1761  */
1762 double CmiTimer(void) {
1763     double t;
1764 #if 0 && CMK_SMP
1765     if (timerLock) CmiLock(timerLock);
1766 #endif
1767
1768 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1769     t = dclock();
1770 #else
1771     t = MPI_Wtime();
1772 #endif
1773
1774 #if 0 && CMK_SMP
1775     if (timerLock) CmiUnlock(timerLock);
1776 #endif
1777
1778     return _absoluteTime?t: (t-starttimer);
1779 }
1780
1781 double CmiWallTimer(void) {
1782     double t;
1783 #if 0 && CMK_SMP
1784     if (timerLock) CmiLock(timerLock);
1785 #endif
1786
1787 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1788     t = dclock();
1789 #else
1790     t = MPI_Wtime();
1791 #endif
1792
1793 #if 0 && CMK_SMP
1794     if (timerLock) CmiUnlock(timerLock);
1795 #endif
1796
1797     return _absoluteTime? t: (t-starttimer);
1798 }
1799
1800 double CmiCpuTimer(void) {
1801     double t;
1802 #if 0 && CMK_SMP
1803     if (timerLock) CmiLock(timerLock);
1804 #endif
1805 #if CMK_TIMER_USE_XT3_DCLOCK
1806     t = dclock() - starttimer;
1807 #else
1808     t = MPI_Wtime() - starttimer;
1809 #endif
1810 #if 0 && CMK_SMP
1811     if (timerLock) CmiUnlock(timerLock);
1812 #endif
1813     return t;
1814 }
1815
1816 #endif     /* CMK_TIMER_USE_SPECIAL */
1817
1818 /************Barrier Related Functions****************/
1819 /* must be called on all ranks including comm thread in SMP */
1820 int CmiBarrier() {
1821 #if CMK_SMP
1822     /* make sure all ranks reach here, otherwise comm threads may reach barrier ignoring other ranks  */
1823     CmiNodeAllBarrier();
1824     if (CmiMyRank() == CmiMyNodeSize())
1825 #else
1826     if (CmiMyRank() == 0)
1827 #endif
1828     {
1829         /**
1830          *  The call of CmiBarrier is usually before the initialization
1831          *  of trace module of Charm++, therefore, the START_EVENT
1832          *  and END_EVENT are disabled here. -Chao Mei
1833          */
1834         /*START_EVENT();*/
1835
1836         if (MPI_SUCCESS != MPI_Barrier(charmComm))
1837             CmiAbort("Timernit: MPI_Barrier failed!\n");
1838
1839         /*END_EVENT(10);*/
1840     }
1841     CmiNodeAllBarrier();
1842     return 0;
1843 }
1844
1845 /* CmiBarrierZero make sure node 0 is the last one exiting the barrier */
1846 int CmiBarrierZero() {
1847     int i;
1848 #if CMK_SMP
1849     if (CmiMyRank() == CmiMyNodeSize())
1850 #else
1851     if (CmiMyRank() == 0)
1852 #endif
1853     {
1854         char msg[1];
1855         MPI_Status sts;
1856         if (CmiMyNode() == 0)  {
1857             for (i=0; i<CmiNumNodes()-1; i++) {
1858                 START_EVENT();
1859
1860                 if (MPI_SUCCESS != MPI_Recv(msg,1,MPI_BYTE,MPI_ANY_SOURCE,BARRIER_ZERO_TAG, charmComm,&sts))
1861                     CmiPrintf("MPI_Recv failed!\n");
1862
1863                 END_EVENT(30);
1864             }
1865         } else {
1866             START_EVENT();
1867
1868             if (MPI_SUCCESS != MPI_Send((void *)msg,1,MPI_BYTE,0,BARRIER_ZERO_TAG,charmComm))
1869                 printf("MPI_Send failed!\n");
1870
1871             END_EVENT(20);
1872         }
1873     }
1874     CmiNodeAllBarrier();
1875     return 0;
1876 }
1877
1878
1879 #if CMK_MEM_CHECKPOINT
1880
1881 void mpi_restart_crashed(int pe, int rank)
1882 {
1883     int vals[2];
1884     vals[0] = pe;
1885     vals[1] = CpvAccess(_curRestartPhase)+1;
1886     MPI_Send((void *)vals,2,MPI_INT,rank,FAIL_TAG,charmComm);
1887     MPI_Send(petorank, num_workpes, MPI_INT,rank,FAIL_TAG,charmComm);
1888 }
1889
1890 /* notify spare processors to exit */
1891 void mpi_end_spare()
1892 {
1893     int i;
1894     for (i=nextrank; i<total_pes; i++) {
1895         int vals[2] = {-1,-1};
1896         MPI_Send((void *)vals,2,MPI_INT,i,FAIL_TAG,charmComm);
1897     }
1898 }
1899
1900 int find_spare_mpirank(int pe)
1901 {
1902     if (nextrank == total_pes) {
1903       CmiAbort("Charm++> No spare processor available.");
1904     }
1905     petorank[pe] = nextrank;
1906     nextrank++;
1907     return nextrank-1;
1908 }
1909
1910 void CkDieNow()
1911 {
1912     CmiPrintf("[%d] die now.\n", CmiMyPe());
1913
1914       /* release old messages */
1915     while (!CmiAllAsyncMsgsSent()) {
1916         PumpMsgs();
1917         CmiReleaseSentMessages();
1918     }
1919     MPI_Barrier(charmComm);
1920     MPI_Finalize();
1921     exit(0);
1922 }
1923
1924 #endif
1925
1926 /*======Beginning of Msg Histogram or Dynamic Post-Recv Related Funcs=====*/
1927 #if CAPTURE_MSG_HISTOGRAM || MPI_DYNAMIC_POST_RECV
1928 /* Functions related with capturing msg histogram */
1929
1930 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
1931 /* Consume all messages in the request buffers */
1932 static void consumeAllMsgs()
1933 {
1934     MPIPostRecvList *ptr = CpvAccess(curPostRecvPtr);
1935     if (ptr) {
1936         do {
1937             int i;
1938             for (i=0; i<ptr->bufCnt; i++) {
1939                 int done = 0;
1940                 MPI_Status sts;
1941
1942                 /* Indicating this entry has been tested before */
1943                 if (ptr->postedRecvBufs[i] == NULL) continue;
1944
1945                 START_TRACE_RECVCOMM(NULL);
1946                 if (MPI_SUCCESS != MPI_Test(ptr->postedRecvReqs+i, &done, &sts))
1947                     CmiAbort("consumeAllMsgs failed in MPI_Test!\n");
1948                 if (done) {
1949                     int nbytes;
1950                     char *msg;                    
1951                     
1952                     if (MPI_SUCCESS != MPI_Get_count(&sts, MPI_BYTE, &nbytes))
1953                         CmiAbort("consumeAllMsgs failed in MPI_Get_count!\n");
1954                     /* ready to handle this msg */
1955                     msg = (ptr->postedRecvBufs)[i];
1956                     (ptr->postedRecvBufs)[i] = NULL;
1957                     
1958                     END_TRACE_RECVCOMM(msg);
1959                     handleOneRecvedMsg(nbytes, msg);
1960                 } else {
1961                     if (MPI_SUCCESS != MPI_Cancel(ptr->postedRecvReqs+i))
1962                         CmiAbort("consumeAllMsgs failed in MPI_Cancel!\n");
1963                 }
1964             }
1965             ptr = ptr->next;
1966         } while (ptr != CpvAccess(curPostRecvPtr));
1967     }
1968 }
1969
1970 static void recordMsgHistogramInfo(int size)
1971 {
1972     int idx = 0;
1973     size -= MPI_POST_RECV_LOWERSIZE;
1974     if (size > 0)
1975         idx = (size/MSG_HISTOGRAM_BINSIZE + 1);
1976
1977     if (idx >= MAX_HISTOGRAM_BUCKETS) idx = MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1;
1978     CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[idx]++;
1979 }
1980
1981 #define POST_RECV_USE_STATIC_PARAM 0
1982 #define POST_RECV_REPORT_STS 0
1983
1984 #if POST_RECV_REPORT_STS
1985 static int buildDynCallCnt = 0;
1986 #endif
1987
1988 static void buildDynamicRecvBuffers()
1989 {
1990     int i;
1991
1992     int local_MSG_CNT_THRESHOLD;
1993     int local_MSG_INC;
1994
1995 #if POST_RECV_REPORT_STS
1996     buildDynCallCnt++;
1997 #endif
1998
1999     /* For debugging usage */
2000     reportMsgHistogramInfo();
2001
2002     CpvAccess(msgRecvCnt) = 0;
2003     /* consume all outstanding msgs */
2004     consumeAllMsgs();
2005
2006 #if POST_RECV_USE_STATIC_PARAM
2007     local_MSG_CNT_THRESHOLD = MPI_POST_RECV_MSG_CNT_THRESHOLD;
2008     local_MSG_INC = MPI_POST_RECV_MSG_INC;
2009 #else
2010     {
2011         int total = 0;
2012         int count = 0;
2013         for (i=1; i<MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1; i++) {
2014             int tmp = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[i];
2015             /* avg is temporarily used for counting how many buckets are non-zero */
2016             if (tmp > 0)  {
2017                 total += tmp;
2018                 count++;
2019             }
2020         }
2021         if (count == 1) local_MSG_CNT_THRESHOLD = 1; /* Just filter out those zero-count msgs */
2022         else local_MSG_CNT_THRESHOLD = total / count /3; /* Catch >50% msgs NEED-BETTER-SCHEME HERE!!*/
2023         local_MSG_INC = total/count; /* Not having a good heuristic right now */
2024 #if POST_RECV_REPORT_STS
2025         printf("sel_histo[%d]: critia_threshold=%d, critia_msginc=%d\n", CmiMyPe(), local_MSG_CNT_THRESHOLD, local_MSG_INC);
2026 #endif
2027     }
2028 #endif
2029
2030     /* First continue to find the first msg range that requires post recv */
2031     /* Ignore the fist and the last one because they are not tracked */
2032     MPIPostRecvList *newHdr = NULL;
2033     MPIPostRecvList *newListPtr = newHdr;
2034     MPIPostRecvList *ptr = CpvAccess(postRecvListHdr);
2035     for (i=1; i<MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1; i++) {
2036         int count = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[i];
2037         if (count >= local_MSG_CNT_THRESHOLD) {
2038
2039 #if POST_RECV_REPORT_STS
2040             /* Report histogram results */
2041             int low = (i-1)*MSG_HISTOGRAM_BINSIZE + MPI_POST_RECV_LOWERSIZE;
2042             int high = low + MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
2043             int reportCnt;
2044             if (count == local_MSG_CNT_THRESHOLD) reportCnt = 1;
2045             else reportCnt = (count - local_MSG_CNT_THRESHOLD)/local_MSG_INC + 1;
2046             printf("sel_histo[%d]-%d: msg size [%.2f, %.2f) with count=%d (%d)\n", CmiMyPe(), buildDynCallCnt, low/1000.0, high/1000.0, count, reportCnt);
2047 #endif
2048             /* find if this msg idx exists, the "i" is the msgSizeIdx, in the current list */
2049             int notFound = 1;
2050             MPIPostRecvList *newEntry = NULL;
2051             while (ptr) {
2052                 if (ptr->msgSizeIdx < i) {
2053                     /* free the buffer for this range of msg size */
2054                     MPIPostRecvList *nextptr = ptr->next;
2055
2056                     free(ptr->postedRecvReqs);
2057                     int j;
2058                     for (j=0; j<ptr->bufCnt; j++) {
2059                         if ((ptr->postedRecvBufs)[j]) CmiFree((ptr->postedRecvBufs)[j]);
2060                     }
2061                     free(ptr->postedRecvBufs);
2062                     ptr = nextptr;
2063                 } else if (ptr->msgSizeIdx == i) {
2064                     int newBufCnt, j;
2065                     int bufSize = i*MPI_POST_RECV_INC + MPI_POST_RECV_LOWERSIZE - 1;
2066                     newEntry = ptr;
2067                     /* Do some adjustment according to the current statistics */
2068                     if (count == local_MSG_CNT_THRESHOLD) newBufCnt = 1;
2069                     else newBufCnt = (count - local_MSG_CNT_THRESHOLD)/local_MSG_INC + 1;
2070                     if (newBufCnt != ptr->bufCnt) {
2071                         /* free old buffers, and allocate new buffers */
2072                         free(ptr->postedRecvReqs);
2073                         ptr->postedRecvReqs = (MPI_Request *)malloc(newBufCnt * sizeof(MPI_Request));
2074                         for (j=0; j<ptr->bufCnt; j++) {
2075                             if ((ptr->postedRecvBufs)[j]) CmiFree((ptr->postedRecvBufs)[j]);
2076                         }
2077                         free(ptr->postedRecvBufs);
2078                         ptr->postedRecvBufs = (char **)malloc(newBufCnt * sizeof(char *));
2079                     }
2080
2081                     /* re-post those buffers */
2082                     ptr->bufCnt = newBufCnt;
2083                     for (j=0; j<ptr->bufCnt; j++) {
2084                         ptr->postedRecvBufs[j] = (char *)CmiAlloc(bufSize);
2085                         if (MPI_SUCCESS != MPI_Irecv(ptr->postedRecvBufs[j], bufSize, MPI_BYTE,
2086                                                      MPI_ANY_SOURCE, POST_RECV_TAG+ptr->msgSizeIdx,
2087                                                      charmComm, ptr->postedRecvReqs+j))
2088                             CmiAbort("MPI_Irecv failed in buildDynamicRecvBuffers!\n");
2089                     }
2090
2091                     /* We already posted bufs for this range of msg size */
2092                     ptr = ptr->next;
2093                     /* Need to set ptr to NULL as the buf list comes to an end and the while loop exits */
2094                     if (ptr == CpvAccess(postRecvListHdr)) ptr = NULL;
2095                     notFound = 0;
2096                     break;
2097                 } else {
2098                     /* The msgSizeIdx is larger than i */
2099                     break;
2100                 }
2101                 if (ptr == CpvAccess(postRecvListHdr)) {
2102                     ptr = NULL;
2103                     break;
2104                 }
2105             } /* end while(ptr): iterating the posted recv buffer list */
2106
2107             if (notFound) {
2108                 /* the current range of msg size is not found in the list */
2109                 int j;
2110                 int bufSize = i*MPI_POST_RECV_INC + MPI_POST_RECV_LOWERSIZE - 1;
2111                 newEntry = malloc(sizeof(MPIPostRecvList));
2112                 MPIPostRecvList *one = newEntry;
2113                 one->msgSizeIdx = i;
2114                 if (count == local_MSG_CNT_THRESHOLD) one->bufCnt = 1;
2115                 else one->bufCnt = (count - local_MSG_CNT_THRESHOLD)/local_MSG_INC + 1;
2116                 one->postedRecvReqs = (MPI_Request *)malloc(sizeof(MPI_Request)*one->bufCnt);
2117                 one->postedRecvBufs = (char **)malloc(one->bufCnt * sizeof(char *));
2118                 for (j=0; j<one->bufCnt; j++) {
2119                     one->postedRecvBufs[j] = (char *)CmiAlloc(bufSize);
2120                     if (MPI_SUCCESS != MPI_Irecv(one->postedRecvBufs[j], bufSize, MPI_BYTE,
2121                                                  MPI_ANY_SOURCE, POST_RECV_TAG+one->msgSizeIdx,
2122                                                  charmComm, one->postedRecvReqs+j))
2123                         CmiAbort("MPI_Irecv failed in buildDynamicRecvBuffers!\n");
2124                 }
2125             } /* end if notFound */
2126
2127             /* Update the new list with the newEntry */
2128             CmiAssert(newEntry != NULL);
2129             if (newHdr == NULL) {
2130                 newHdr = newEntry;
2131                 newListPtr = newEntry;
2132                 newHdr->next = newHdr;
2133             } else {
2134                 newListPtr->next = newEntry;
2135                 newListPtr = newEntry;
2136                 newListPtr->next = newHdr;
2137             }
2138         } /* end if the count of this msg size range exceeds the threshold */
2139     } /* end for loop over the histogram buckets */
2140
2141     /* Free remaining entries in the list */
2142     while (ptr) {
2143         /* free the buffer for this range of msg size */
2144         MPIPostRecvList *nextptr = ptr->next;
2145
2146         free(ptr->postedRecvReqs);
2147         int j;
2148         for (j=0; j<ptr->bufCnt; j++) {
2149             if ((ptr->postedRecvBufs)[j]) CmiFree((ptr->postedRecvBufs)[j]);
2150         }
2151         free(ptr->postedRecvBufs);
2152         ptr = nextptr;
2153         if (ptr == CpvAccess(postRecvListHdr)) break;
2154     }
2155
2156     CpvAccess(curPostRecvPtr) = CpvAccess(postRecvListHdr) = newHdr;
2157     memset(CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY), 0, sizeof(int)*MAX_HISTOGRAM_BUCKETS);
2158 } /* end of function buildDynamicRecvBuffers */
2159
2160 static void examineMsgHistogramInfo(int size)
2161 {
2162     int total = CpvAccess(msgRecvCnt)++;
2163     if (total < MPI_POST_RECV_FREQ) {
2164         recordMsgHistogramInfo(size);
2165     } else {
2166         buildDynamicRecvBuffers();
2167     }
2168 }
2169 #else
2170 /* case when CAPTURE_MSG_HISTOGRAM is defined */
2171 static void recordMsgHistogramInfo(int size)
2172 {
2173     int idx = size/MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
2174     if (idx >= MAX_HISTOGRAM_BUCKETS) idx = MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1;
2175     CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[idx]++;
2176 }
2177 #endif /* end of MPI_DYNAMIC_POST_RECV */
2178
2179 static void reportMsgHistogramInfo()
2180 {
2181 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
2182     int i, count;
2183     count = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[0];
2184     if (count > 0) {
2185         printf("msg_histo[%d]: %d for msg [0, %.2fK)\n", CmiMyNode(), count, MPI_POST_RECV_LOWERSIZE/1000.0);
2186     }
2187     for (i=1; i<MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1; i++) {
2188         int count = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[i];
2189         if (count > 0) {
2190             int low = (i-1)*MSG_HISTOGRAM_BINSIZE + MPI_POST_RECV_LOWERSIZE;
2191             int high = low + MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
2192             printf("msg_histo[%d]: %d for msg [%.2fK, %.2fK)\n", CmiMyNode(), count, low/1000.0, high/1000.0);
2193         }
2194     }
2195     count = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[MAX_HISTOGRAM_BUCKETS-1];
2196     if (count > 0) {
2197         printf("msg_histo[%d]: %d for msg [%.2fK, +inf)\n", CmiMyNode(), count, MPI_POST_RECV_UPPERSIZE/1000.0);
2198     }
2199 #else
2200     int i;
2201     for (i=0; i<MAX_HISTOGRAM_BUCKETS; i++) {
2202         int count = CpvAccess(MSG_HISTOGRAM_ARRAY)[i];
2203         if (count > 0) {
2204             int low = i*MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
2205             int high = low + MSG_HISTOGRAM_BINSIZE;
2206             printf("msg_histo[%d]: %d for msg [%dK, %dK)\n", CmiMyNode(), count, low/1000, high/1000);
2207         }
2208     }
2209 #endif
2210 }
2211 #endif /* end of CAPTURE_MSG_HISTOGRAM || MPI_DYNAMIC_POST_RECV */
2212
2213 void CmiSetupMachineRecvBuffersUser()
2214 {
2215 #if MPI_DYNAMIC_POST_RECV
2216     buildDynamicRecvBuffers();
2217 #endif
2218 }
2219 /*=======End of Msg Histogram or Dynamic Post-Recv Related Funcs======*/
2220
2221
2222 /*@}*/
2223