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