src/smpi/colls/allreduce-rab-rsag.c

   1 #include "colls.h"
   2 //#include <star-reduction.c>
   3
   4 int smpi_coll_tuned_allreduce_rab_rsag(void *sbuff, void *rbuff, int count,
   5                                        MPI_Datatype dtype, MPI_Op op,
   6                                        MPI_Comm comm)
   7 {
   8   int nprocs, rank, type_size, tag = 543;
   9   int mask, dst, pof2, newrank, rem, newdst, i,
  10       send_idx, recv_idx, last_idx, send_cnt, recv_cnt, *cnts, *disps;
  11   MPI_Aint extent;
  12   MPI_Status status;
  13   void *tmp_buf = NULL;
  14   MPI_Comm_size(comm, &nprocs);
  15   MPI_Comm_rank(comm, &rank);
  16
  17   MPI_Type_extent(dtype, &extent);
  18   tmp_buf = (void *) malloc(count * extent);
  19   if (!tmp_buf) {
  20     printf("Could not allocate memory for tmp_buf\n");
  21     return 1;
  22   }
  23
  24   MPI_Sendrecv(sbuff, count, dtype, rank, tag, rbuff, count, dtype, rank, tag,
  25                comm, &status);
  26
  27   MPI_Type_size(dtype, &type_size);
  28
  29   // find nearest power-of-two less than or equal to comm_size
  30   pof2 = 1;
  31   while (pof2 <= nprocs)
  32     pof2 <<= 1;
  33   pof2 >>= 1;
  34
  35   rem = nprocs - pof2;
  36
  37   // In the non-power-of-two case, all even-numbered
  38   // processes of rank < 2*rem send their data to
  39   // (rank+1). These even-numbered processes no longer
  40   // participate in the algorithm until the very end. The
  41   // remaining processes form a nice power-of-two.
  42
  43   if (rank < 2 * rem) {
  44     // even
  45     if (rank % 2 == 0) {
  46
  47       MPI_Send(rbuff, count, dtype, rank + 1, tag, comm);
  48
  49       // temporarily set the rank to -1 so that this
  50       // process does not pariticipate in recursive
  51       // doubling
  52       newrank = -1;
  53     } else                      // odd
  54     {
  55       MPI_Recv(tmp_buf, count, dtype, rank - 1, tag, comm, &status);
  56       // do the reduction on received data. since the
  57       // ordering is right, it doesn't matter whether
  58       // the operation is commutative or not.
  59       star_reduction(op, tmp_buf, rbuff, &count, &dtype);
  60
  61       // change the rank
  62       newrank = rank / 2;
  63     }
  64   }
  65
  66   else                          // rank >= 2 * rem
  67     newrank = rank - rem;
  68
  69   // If op is user-defined or count is less than pof2, use
  70   // recursive doubling algorithm. Otherwise do a reduce-scatter
  71   // followed by allgather. (If op is user-defined,
  72   // derived datatypes are allowed and the user could pass basic
  73   // datatypes on one process and derived on another as long as
  74   // the type maps are the same. Breaking up derived
  75   // datatypes to do the reduce-scatter is tricky, therefore
  76   // using recursive doubling in that case.)
  77
  78   if (newrank != -1) {
  79     // do a reduce-scatter followed by allgather. for the
  80     // reduce-scatter, calculate the count that each process receives
  81     // and the displacement within the buffer
  82
  83     cnts = (int *) malloc(pof2 * sizeof(int));
  84     disps = (int *) malloc(pof2 * sizeof(int));
  85
  86     for (i = 0; i < (pof2 - 1); i++)
  87       cnts[i] = count / pof2;
  88     cnts[pof2 - 1] = count - (count / pof2) * (pof2 - 1);
  89
  90     disps[0] = 0;
  91     for (i = 1; i < pof2; i++)
  92       disps[i] = disps[i - 1] + cnts[i - 1];
  93
  94     mask = 0x1;
  95     send_idx = recv_idx = 0;
  96     last_idx = pof2;
  97     while (mask < pof2) {
  98       newdst = newrank ^ mask;
  99       // find real rank of dest
 100       dst = (newdst < rem) ? newdst * 2 + 1 : newdst + rem;
 101
 102       send_cnt = recv_cnt = 0;
 103       if (newrank < newdst) {
 104         send_idx = recv_idx + pof2 / (mask * 2);
 105         for (i = send_idx; i < last_idx; i++)
 106           send_cnt += cnts[i];
 107         for (i = recv_idx; i < send_idx; i++)
 108           recv_cnt += cnts[i];
 109       } else {
 110         recv_idx = send_idx + pof2 / (mask * 2);
 111         for (i = send_idx; i < recv_idx; i++)
 112           send_cnt += cnts[i];
 113         for (i = recv_idx; i < last_idx; i++)
 114           recv_cnt += cnts[i];
 115       }
 116
 117       // Send data from recvbuf. Recv into tmp_buf
 118       MPI_Sendrecv((char *) rbuff + disps[send_idx] * extent, send_cnt,
 119                    dtype, dst, tag,
 120                    (char *) tmp_buf + disps[recv_idx] * extent, recv_cnt,
 121                    dtype, dst, tag, comm, &status);
 122
 123       // tmp_buf contains data received in this step.
 124       // recvbuf contains data accumulated so far
 125
 126       // This algorithm is used only for predefined ops
 127       // and predefined ops are always commutative.
 128       star_reduction(op, (char *) tmp_buf + disps[recv_idx] * extent,
 129                      (char *) rbuff + disps[recv_idx] * extent,
 130                      &recv_cnt, &dtype);
 131
 132       // update send_idx for next iteration
 133       send_idx = recv_idx;
 134       mask <<= 1;
 135
 136       // update last_idx, but not in last iteration because the value
 137       // is needed in the allgather step below.
 138       if (mask < pof2)
 139         last_idx = recv_idx + pof2 / mask;
 140     }
 141
 142     // now do the allgather
 143
 144     mask >>= 1;
 145     while (mask > 0) {
 146       newdst = newrank ^ mask;
 147       // find real rank of dest
 148       dst = (newdst < rem) ? newdst * 2 + 1 : newdst + rem;
 149
 150       send_cnt = recv_cnt = 0;
 151       if (newrank < newdst) {
 152         // update last_idx except on first iteration
 153         if (mask != pof2 / 2)
 154           last_idx = last_idx + pof2 / (mask * 2);
 155
 156         recv_idx = send_idx + pof2 / (mask * 2);
 157         for (i = send_idx; i < recv_idx; i++)
 158           send_cnt += cnts[i];
 159         for (i = recv_idx; i < last_idx; i++)
 160           recv_cnt += cnts[i];
 161       } else {
 162         recv_idx = send_idx - pof2 / (mask * 2);
 163         for (i = send_idx; i < last_idx; i++)
 164           send_cnt += cnts[i];
 165         for (i = recv_idx; i < send_idx; i++)
 166           recv_cnt += cnts[i];
 167       }
 168
 169       MPI_Sendrecv((char *) rbuff + disps[send_idx] * extent, send_cnt,
 170                    dtype, dst, tag,
 171                    (char *) rbuff + disps[recv_idx] * extent, recv_cnt,
 172                    dtype, dst, tag, comm, &status);
 173
 174       if (newrank > newdst)
 175         send_idx = recv_idx;
 176
 177       mask >>= 1;
 178     }
 179
 180     free(cnts);
 181     free(disps);
 182
 183   }
 184   // In the non-power-of-two case, all odd-numbered processes of
 185   // rank < 2 * rem send the result to (rank-1), the ranks who didn't
 186   // participate above.
 187
 188   if (rank < 2 * rem) {
 189     if (rank % 2)               // odd
 190       MPI_Send(rbuff, count, dtype, rank - 1, tag, comm);
 191     else                        // even
 192       MPI_Recv(rbuff, count, dtype, rank + 1, tag, comm, &status);
 193   }
 194
 195   free(tmp_buf);
 196   return 0;
 197 }