src/smpi/colls/alltoall/alltoall-2dmesh.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2017. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include "../colls_private.h"
   8 #include <math.h>
   9
  10 /*****************************************************************************
  11
  12  * Function: alltoall_2dmesh_shoot
  13
  14  * Return: int
  15
  16  * Inputs:
  17     send_buff: send input buffer
  18     send_count: number of elements to send
  19     send_type: data type of elements being sent
  20     recv_buff: receive output buffer
  21     recv_count: number of elements to received
  22     recv_type: data type of elements being received
  23     comm: communicator
  24
  25  * Descrp: Function realizes the alltoall operation using the 2dmesh
  26            algorithm. It actually performs allgather operation in x dimension
  27            then in the y dimension. Each node then extracts the needed data.
  28            The communication in each dimension follows "simple."
  29
  30  * Auther: Ahmad Faraj
  31
  32 ****************************************************************************/
  33 static int alltoall_check_is_2dmesh(int num, int *i, int *j)
  34 {
  35   int x, max = num / 2;
  36   x = sqrt(num);
  37
  38   while (x <= max) {
  39     if ((num % x) == 0) {
  40       *i = x;
  41       *j = num / x;
  42
  43       if (*i > *j) {
  44         x = *i;
  45         *i = *j;
  46         *j = x;
  47       }
  48
  49       return 1;
  50     }
  51     x++;
  52   }
  53   return 0;
  54 }
  55 namespace simgrid{
  56 namespace smpi{
  57
  58 int Coll_alltoall_2dmesh::alltoall(void *send_buff, int send_count,
  59                                     MPI_Datatype send_type,
  60                                     void *recv_buff, int recv_count,
  61                                     MPI_Datatype recv_type, MPI_Comm comm)
  62 {
  63   MPI_Status *statuses, s;
  64   MPI_Request *reqs, *req_ptr;;
  65   MPI_Aint extent;
  66
  67   char *tmp_buff1, *tmp_buff2;
  68   int i, j, src, dst, rank, num_procs, count, num_reqs;
  69   int X, Y, send_offset, recv_offset;
  70   int my_row_base, my_col_base, src_row_base, block_size;
  71   int tag = COLL_TAG_ALLTOALL;
  72
  73   rank = comm->rank();
  74   num_procs = comm->size();
  75   extent = send_type->get_extent();
  76
  77   if (not alltoall_check_is_2dmesh(num_procs, &X, &Y))
  78     return MPI_ERR_OTHER;
  79
  80   my_row_base = (rank / Y) * Y;
  81   my_col_base = rank % Y;
  82
  83   block_size = extent * send_count;
  84
  85   tmp_buff1 = (char *) smpi_get_tmp_sendbuffer(block_size * num_procs * Y);
  86   tmp_buff2 = (char *) smpi_get_tmp_recvbuffer(block_size * Y);
  87
  88   num_reqs = X;
  89   if (Y > X)
  90     num_reqs = Y;
  91
  92   statuses = (MPI_Status *) xbt_malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Status));
  93   reqs = (MPI_Request *) xbt_malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Request));
  94
  95   req_ptr = reqs;
  96
  97   count = send_count * num_procs;
  98
  99   for (i = 0; i < Y; i++) {
 100     src = i + my_row_base;
 101     if (src == rank)
 102       continue;
 103
 104     recv_offset = (src % Y) * block_size * num_procs;
 105     *(req_ptr++) = Request::irecv(tmp_buff1 + recv_offset, count, recv_type, src, tag, comm);
 106   }
 107
 108   for (i = 0; i < Y; i++) {
 109     dst = i + my_row_base;
 110     if (dst == rank)
 111       continue;
 112     Request::send(send_buff, count, send_type, dst, tag, comm);
 113   }
 114
 115   Request::waitall(Y - 1, reqs, statuses);
 116   req_ptr = reqs;
 117
 118   for (i = 0; i < Y; i++) {
 119     send_offset = (rank * block_size) + (i * block_size * num_procs);
 120     recv_offset = (my_row_base * block_size) + (i * block_size);
 121
 122     if (i + my_row_base == rank)
 123       Request::sendrecv((char *) send_buff + recv_offset, send_count, send_type,
 124                    rank, tag,
 125                    (char *) recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type,
 126                    rank, tag, comm, &s);
 127
 128     else
 129       Request::sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
 130                    rank, tag,
 131                    (char *) recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type,
 132                    rank, tag, comm, &s);
 133   }
 134
 135
 136   for (i = 0; i < X; i++) {
 137     src = (i * Y + my_col_base);
 138     if (src == rank)
 139       continue;
 140     src_row_base = (src / Y) * Y;
 141
 142     *(req_ptr++) = Request::irecv((char *) recv_buff + src_row_base * block_size, recv_count * Y,
 143               recv_type, src, tag, comm);
 144   }
 145
 146   for (i = 0; i < X; i++) {
 147     dst = (i * Y + my_col_base);
 148     if (dst == rank)
 149       continue;
 150
 151     recv_offset = 0;
 152     for (j = 0; j < Y; j++) {
 153       send_offset = (dst + j * num_procs) * block_size;
 154
 155       if (j + my_row_base == rank)
 156         Request::sendrecv((char *) send_buff + dst * block_size, send_count,
 157                      send_type, rank, tag, tmp_buff2 + recv_offset, recv_count,
 158                      recv_type, rank, tag, comm, &s);
 159       else
 160         Request::sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
 161                      rank, tag,
 162                      tmp_buff2 + recv_offset, recv_count, recv_type,
 163                      rank, tag, comm, &s);
 164
 165       recv_offset += block_size;
 166     }
 167
 168     Request::send(tmp_buff2, send_count * Y, send_type, dst, tag, comm);
 169   }
 170   Request::waitall(X - 1, reqs, statuses);
 171   free(reqs);
 172   free(statuses);
 173   smpi_free_tmp_buffer(tmp_buff1);
 174   smpi_free_tmp_buffer(tmp_buff2);
 175   return MPI_SUCCESS;
 176 }
 177 }
 178 }