src/smpi/colls/bcast/bcast-mvapich-smp.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2021. 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 /*
   8  * Copyright (c) 2004-2005 The Trustees of Indiana University and Indiana
   9  *                         University Research and Technology
  10  *                         Corporation.  All rights reserved.
  11  * Copyright (c) 2004-2009 The University of Tennessee and The University
  12  *                         of Tennessee Research Foundation.  All rights
  13  *                         reserved.
  14  * Copyright (c) 2004-2005 High Performance Computing Center Stuttgart,
  15  *                         University of Stuttgart.  All rights reserved.
  16  * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of the University of California.
  17  *                         All rights reserved.
  18  *
  19  * Additional copyrights may follow
  20  */
  21  /* -*- Mode: C; c-basic-offset:4 ; -*- */
  22 /* Copyright (c) 2001-2014, The Ohio State University. All rights
  23  * reserved.
  24  *
  25  * This file is part of the MVAPICH2 software package developed by the
  26  * team members of The Ohio State University's Network-Based Computing
  27  * Laboratory (NBCL), headed by Professor Dhabaleswar K. (DK) Panda.
  28  *
  29  * For detailed copyright and licensing information, please refer to the
  30  * copyright file COPYRIGHT in the top level MVAPICH2 directory.
  31  */
  32 /*
  33  *
  34  *  (C) 2001 by Argonne National Laboratory.
  35  *      See COPYRIGHT in top-level directory.
  36  */
  37
  38 #include "../colls_private.hpp"
  39
  40 extern int (*MV2_Bcast_function) (void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype,
  41                            int root, MPI_Comm comm_ptr);
  42
  43 extern int (*MV2_Bcast_intra_node_function) (void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype,
  44                                       int root, MPI_Comm comm_ptr);
  45
  46 extern int zcpy_knomial_factor;
  47 extern int mv2_pipelined_zcpy_knomial_factor;
  48 extern int bcast_segment_size;
  49 extern int mv2_inter_node_knomial_factor;
  50 extern int mv2_intra_node_knomial_factor;
  51 extern int mv2_bcast_two_level_system_size;
  52 #define INTRA_NODE_ROOT 0
  53
  54 #define MPIR_Pipelined_Bcast_Zcpy_MV2 bcast__mpich
  55 #define MPIR_Pipelined_Bcast_MV2 bcast__mpich
  56 #define MPIR_Bcast_binomial_MV2 bcast__binomial_tree
  57 #define MPIR_Bcast_scatter_ring_allgather_shm_MV2 bcast__scatter_LR_allgather
  58 #define MPIR_Bcast_scatter_doubling_allgather_MV2 bcast__scatter_rdb_allgather
  59 #define MPIR_Bcast_scatter_ring_allgather_MV2 bcast__scatter_LR_allgather
  60 #define MPIR_Shmem_Bcast_MV2 bcast__mpich
  61 #define MPIR_Bcast_tune_inter_node_helper_MV2 bcast__mvapich2_inter_node
  62 #define MPIR_Bcast_inter_node_helper_MV2 bcast__mvapich2_inter_node
  63 #define MPIR_Knomial_Bcast_intra_node_MV2 bcast__mvapich2_knomial_intra_node
  64 #define MPIR_Bcast_intra_MV2 bcast__mvapich2_intra_node
  65
  66 extern int zcpy_knomial_factor;
  67 extern int mv2_pipelined_zcpy_knomial_factor;
  68 extern int bcast_segment_size;
  69 extern int mv2_inter_node_knomial_factor;
  70 extern int mv2_intra_node_knomial_factor;
  71 #define mv2_bcast_two_level_system_size  64
  72 #define mv2_bcast_short_msg             16384
  73 #define mv2_bcast_large_msg            512*1024
  74 #define mv2_knomial_intra_node_threshold 131072
  75 #define mv2_scatter_rd_inter_leader_bcast 1
  76 namespace simgrid {
  77 namespace smpi {
  78 int bcast__mvapich2_inter_node(void *buffer,
  79                                int count,
  80                                MPI_Datatype datatype,
  81                                int root,
  82                                MPI_Comm  comm)
  83 {
  84     int rank;
  85     int mpi_errno = MPI_SUCCESS;
  86     MPI_Comm shmem_comm, leader_comm;
  87     int local_rank, local_size, global_rank = -1;
  88     int leader_root, leader_of_root;
  89
  90
  91     rank = comm->rank();
  92     //comm_size = comm->size();
  93
  94     if (MV2_Bcast_function == nullptr) {
  95       MV2_Bcast_function = bcast__mpich;
  96     }
  97
  98     if (MV2_Bcast_intra_node_function == nullptr) {
  99       MV2_Bcast_intra_node_function = bcast__mpich;
 100     }
 101
 102     if(comm->get_leaders_comm()==MPI_COMM_NULL){
 103       comm->init_smp();
 104     }
 105
 106     shmem_comm = comm->get_intra_comm();
 107     local_rank = shmem_comm->rank();
 108     local_size = shmem_comm->size();
 109
 110     leader_comm = comm->get_leaders_comm();
 111
 112     if ((local_rank == 0) && (local_size > 1)) {
 113       global_rank = leader_comm->rank();
 114     }
 115
 116     int* leaders_map = comm->get_leaders_map();
 117     leader_of_root = comm->group()->rank(leaders_map[root]);
 118     leader_root = leader_comm->group()->rank(leaders_map[root]);
 119
 120
 121     if (local_size > 1) {
 122         if ((local_rank == 0) && (root != rank) && (leader_root == global_rank)) {
 123             Request::recv(buffer, count, datatype, root,
 124                                      COLL_TAG_BCAST, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
 125         }
 126         if ((local_rank != 0) && (root == rank)) {
 127             Request::send(buffer, count, datatype,
 128                                      leader_of_root, COLL_TAG_BCAST, comm);
 129         }
 130     }
 131 #if defined(_MCST_SUPPORT_)
 132     if (comm_ptr->ch.is_mcast_ok) {
 133         mpi_errno = MPIR_Mcast_inter_node_MV2(buffer, count, datatype, root, comm_ptr,
 134                                               errflag);
 135         if (mpi_errno == MPI_SUCCESS) {
 136             goto fn_exit;
 137         } else {
 138             goto fn_fail;
 139         }
 140     }
 141 #endif
 142 /*
 143     if (local_rank == 0) {
 144         leader_comm = comm->get_leaders_comm();
 145         root = leader_root;
 146     }
 147
 148     if (MV2_Bcast_function == &MPIR_Pipelined_Bcast_MV2) {
 149         mpi_errno = MPIR_Pipelined_Bcast_MV2(buffer, count, datatype,
 150                                              root, comm);
 151     } else if (MV2_Bcast_function == &MPIR_Bcast_scatter_ring_allgather_shm_MV2) {
 152         mpi_errno = MPIR_Bcast_scatter_ring_allgather_shm_MV2(buffer, count,
 153                                                               datatype, root,
 154                                                               comm);
 155     } else */{
 156         if (local_rank == 0) {
 157       /*      if (MV2_Bcast_function == &MPIR_Knomial_Bcast_inter_node_wrapper_MV2) {
 158                 mpi_errno = MPIR_Knomial_Bcast_inter_node_wrapper_MV2(buffer, count,
 159                                                               datatype, root,
 160                                                               comm);
 161             } else {*/
 162                 mpi_errno = MV2_Bcast_function(buffer, count, datatype,
 163                                                leader_root, leader_comm);
 164           //  }
 165         }
 166     }
 167
 168     return mpi_errno;
 169 }
 170
 171
 172 int bcast__mvapich2_knomial_intra_node(void *buffer,
 173                                        int count,
 174                                        MPI_Datatype datatype,
 175                                        int root, MPI_Comm  comm)
 176 {
 177     int local_size = 0, rank;
 178     int mpi_errno = MPI_SUCCESS;
 179     int src, dst, mask, relative_rank;
 180     int k;
 181     if (MV2_Bcast_function == nullptr) {
 182       MV2_Bcast_function = bcast__mpich;
 183     }
 184
 185     if (MV2_Bcast_intra_node_function == nullptr) {
 186       MV2_Bcast_intra_node_function = bcast__mpich;
 187     }
 188
 189     if(comm->get_leaders_comm()==MPI_COMM_NULL){
 190       comm->init_smp();
 191     }
 192
 193     local_size = comm->size();
 194     rank = comm->rank();
 195
 196     auto* reqarray = new MPI_Request[2 * mv2_intra_node_knomial_factor];
 197
 198     auto* starray = new MPI_Status[2 * mv2_intra_node_knomial_factor];
 199
 200     /* intra-node k-nomial bcast  */
 201     if (local_size > 1) {
 202         relative_rank = (rank >= root) ? rank - root : rank - root + local_size;
 203         mask = 0x1;
 204
 205         while (mask < local_size) {
 206             if (relative_rank % (mv2_intra_node_knomial_factor * mask)) {
 207                 src = relative_rank / (mv2_intra_node_knomial_factor * mask) *
 208                     (mv2_intra_node_knomial_factor * mask) + root;
 209                 if (src >= local_size) {
 210                     src -= local_size;
 211                 }
 212
 213                 Request::recv(buffer, count, datatype, src,
 214                                          COLL_TAG_BCAST, comm,
 215                                          MPI_STATUS_IGNORE);
 216                 break;
 217             }
 218             mask *= mv2_intra_node_knomial_factor;
 219         }
 220         mask /= mv2_intra_node_knomial_factor;
 221
 222         while (mask > 0) {
 223             int reqs = 0;
 224             for (k = 1; k < mv2_intra_node_knomial_factor; k++) {
 225                 if (relative_rank + mask * k < local_size) {
 226                     dst = rank + mask * k;
 227                     if (dst >= local_size) {
 228                         dst -= local_size;
 229                     }
 230                     reqarray[reqs++]=Request::isend(buffer, count, datatype, dst,
 231                                               COLL_TAG_BCAST, comm);
 232                 }
 233             }
 234             Request::waitall(reqs, reqarray, starray);
 235
 236             mask /= mv2_intra_node_knomial_factor;
 237         }
 238     }
 239     delete[] reqarray;
 240     delete[] starray;
 241     return mpi_errno;
 242 }
 243
 244
 245 int bcast__mvapich2_intra_node(void *buffer,
 246                                int count,
 247                                MPI_Datatype datatype,
 248                                int root, MPI_Comm  comm)
 249 {
 250     int mpi_errno = MPI_SUCCESS;
 251     int comm_size;
 252     bool two_level_bcast = true;
 253     size_t nbytes = 0;
 254     bool is_homogeneous, is_contig;
 255     MPI_Aint type_size;
 256     unsigned char* tmp_buf = nullptr;
 257     MPI_Comm shmem_comm;
 258
 259     if (count == 0)
 260         return MPI_SUCCESS;
 261     if (MV2_Bcast_function == nullptr) {
 262       MV2_Bcast_function = bcast__mpich;
 263     }
 264
 265     if (MV2_Bcast_intra_node_function == nullptr) {
 266       MV2_Bcast_intra_node_function = bcast__mpich;
 267     }
 268
 269     if(comm->get_leaders_comm()==MPI_COMM_NULL){
 270       comm->init_smp();
 271     }
 272
 273     comm_size = comm->size();
 274    // rank = comm->rank();
 275 /*
 276     if (HANDLE_GET_KIND(datatype) == HANDLE_KIND_BUILTIN)*/
 277         is_contig = true;
 278 /*    else {
 279         MPID_Datatype_get_ptr(datatype, dtp);
 280         is_contig = dtp->is_contig;
 281     }
 282 */
 283     is_homogeneous = true;
 284 #ifdef MPID_HAS_HETERO
 285     if (comm_ptr->is_hetero)
 286       is_homogeneous = false;
 287 #endif
 288
 289     /* MPI_Type_size() might not give the accurate size of the packed
 290      * datatype for heterogeneous systems (because of padding, encoding,
 291      * etc). On the other hand, MPI_Pack_size() can become very
 292      * expensive, depending on the implementation, especially for
 293      * heterogeneous systems. We want to use MPI_Type_size() wherever
 294      * possible, and MPI_Pack_size() in other places.
 295      */
 296     //if (is_homogeneous) {
 297         type_size=datatype->size();
 298     //}
 299 /*    else {*/
 300 /*        MPIR_Pack_size_impl(1, datatype, &type_size);*/
 301 /*    }*/
 302     nbytes = (size_t) (count) * (type_size);
 303     if (comm_size <= mv2_bcast_two_level_system_size) {
 304         if (nbytes > mv2_bcast_short_msg && nbytes < mv2_bcast_large_msg) {
 305           two_level_bcast = true;
 306         } else {
 307           two_level_bcast = false;
 308         }
 309     }
 310
 311     if (two_level_bcast
 312 #if defined(_MCST_SUPPORT_)
 313             || comm_ptr->ch.is_mcast_ok
 314 #endif
 315         ) {
 316
 317       if (not is_contig || not is_homogeneous) {
 318         tmp_buf = smpi_get_tmp_sendbuffer(nbytes);
 319
 320         /* TODO: Pipeline the packing and communication */
 321         // position = 0;
 322         /*            if (rank == root) {*/
 323         /*                mpi_errno =*/
 324         /*                    MPIR_Pack_impl(buffer, count, datatype, tmp_buf, nbytes, &position);*/
 325         /*                if (mpi_errno)*/
 326         /*                    MPIU_ERR_POP(mpi_errno);*/
 327         /*            }*/
 328         }
 329
 330         shmem_comm = comm->get_intra_comm();
 331         if (not is_contig || not is_homogeneous) {
 332           mpi_errno = MPIR_Bcast_inter_node_helper_MV2(tmp_buf, nbytes, MPI_BYTE, root, comm);
 333         } else {
 334             mpi_errno =
 335                 MPIR_Bcast_inter_node_helper_MV2(buffer, count, datatype, root,
 336                                                  comm);
 337         }
 338
 339         /* We are now done with the inter-node phase */
 340             if (nbytes <= mv2_knomial_intra_node_threshold) {
 341               if (not is_contig || not is_homogeneous) {
 342                 mpi_errno = MPIR_Shmem_Bcast_MV2(tmp_buf, nbytes, MPI_BYTE, root, shmem_comm);
 343                 } else {
 344                     mpi_errno = MPIR_Shmem_Bcast_MV2(buffer, count, datatype,
 345                                                      root, shmem_comm);
 346                 }
 347             } else {
 348               if (not is_contig || not is_homogeneous) {
 349                 mpi_errno = MPIR_Knomial_Bcast_intra_node_MV2(tmp_buf, nbytes, MPI_BYTE, INTRA_NODE_ROOT, shmem_comm);
 350                 } else {
 351                     mpi_errno =
 352                         MPIR_Knomial_Bcast_intra_node_MV2(buffer, count,
 353                                                           datatype,
 354                                                           INTRA_NODE_ROOT,
 355                                                           shmem_comm);
 356                 }
 357             }
 358
 359     } else {
 360         if (nbytes <= mv2_bcast_short_msg) {
 361             mpi_errno = MPIR_Bcast_binomial_MV2(buffer, count, datatype, root,
 362                                                 comm);
 363         } else {
 364             if (mv2_scatter_rd_inter_leader_bcast) {
 365                 mpi_errno = MPIR_Bcast_scatter_ring_allgather_MV2(buffer, count,
 366                                                                   datatype,
 367                                                                   root,
 368                                                                   comm);
 369             } else {
 370                 mpi_errno =
 371                     MPIR_Bcast_scatter_doubling_allgather_MV2(buffer, count,
 372                                                               datatype, root,
 373                                                               comm);
 374             }
 375         }
 376     }
 377
 378
 379     return mpi_errno;
 380
 381 }
 382
 383 }
 384 }