Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
60e6908ad3deac806cd38a469b624109a535a24e
[simgrid.git] / examples / smpi / NAS / ep.c
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 #include <string.h>
4 #include <math.h>
5 #include "smpi/mpi.h"
6 #include "nas_common.h"
7 #include "simgrid/instr.h" //TRACE_
8
9 char class;
10 int nprocs;
11
12 #define true 1
13 #define false 0
14
15 int main(int argc, char **argv) {
16   double dum[3] = {1.,1.,1.};
17   double x1, x2, sx, sy, tm, an, tt, gc;
18   double Mops;
19   double epsilon=1.0E-8, a = 1220703125., s=271828183.;
20   double t1, t2, t3, t4;
21   double sx_verify_value, sy_verify_value, sx_err, sy_err;
22   int timers_enabled = true;
23
24   int    m, mk=16,
25          mm, nn,
26          nk = (int)(pow(2,mk)), 
27          nq=10, 
28          np, node, no_nodes, i, ik, kk, l, k, nit, no_large_nodes, np_add, k_offset;
29   int    root=0;
30   int    verified;
31   char   size[500]; // mind the size of the string to represent a big number
32
33   double *x = (double *) malloc (2*nk*sizeof(double));
34   double *q = (double *) malloc (nq*sizeof(double));
35
36   MPI_Init( &argc, &argv );
37   MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD, &no_nodes);
38   MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &node);
39
40   TRACE_smpi_set_category ("start");
41
42   get_info(argc, argv, &nprocs, &class);
43   check_info(EP, nprocs, class);
44
45   if      (class == 'S') { m = 24; }
46   else if (class == 'W') { m = 25; }
47   else if (class == 'A') { m = 28; }
48   else if (class == 'B') { m = 30; }
49   else if (class == 'C') { m = 32; }
50   else if (class == 'D') { m = 36; }
51   else if (class == 'E') { m = 40; }
52   else {
53     printf("EP: Internal error: invalid class type %c\n", class);
54     exit(1);
55   }
56   mm = m -mk;
57   nn = (int)(pow(2,mm)),
58
59   root = 0;
60   if (node == root ) {
61     /* Because the size of the problem is too large to store in a 32-bit integer for some classes, we put it into a
62      * string (for printing). Have to strip off the decimal point put in there by the floating point print statement
63      * (internal file) */
64     fprintf(stdout," NAS Parallel Benchmarks 3.2 -- EP Benchmark");
65     snprintf(size,500,"%lu",(unsigned long)pow(2,m+1));
66     //size = size.replace('.', ' ');
67     fprintf(stdout," Number of random numbers generated: %s\n",size);
68     fprintf(stdout," Number of active processes: %d\n",no_nodes);
69   }
70   verified = false;
71
72   /* Compute the number of "batches" of random number pairs generated per processor. Adjust if the number of processors
73    * does not evenly divide the total number  */
74   np = nn / no_nodes;
75   no_large_nodes = nn % no_nodes;
76   if (node < no_large_nodes) np_add = 1;
77   else np_add = 0;
78   np = np + np_add;
79
80   if (np == 0) {
81     fprintf(stdout,"Too many nodes: %d  %d",no_nodes,nn);
82     MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,1);
83     exit(0);
84   }
85
86   /* Call the random number generator functions and initialize the x-array to reduce the effects of paging the timings.
87    Also, call all mathematical functions that are used. Make sure initializations cannot be eliminated as dead code. */
88
89   //call vranlc(0, dum[1], dum[2], dum[3]);
90   // Array indexes start at 1 in Fortran, 0 in Java
91   vranlc(0, dum[0], dum[1], &(dum[2]));
92
93   dum[0] = randlc(&(dum[1]),&(dum[2]));
94   for (i=0;i<2*nk;i++) {
95     x[i] = -1e99;
96   }
97   Mops = log(sqrt(abs(1)));
98
99   /* Synchronize before placing time stamp */
100   MPI_Barrier( MPI_COMM_WORLD );
101
102   TRACE_smpi_set_category ("ep");
103
104   timer_clear(1);
105   timer_clear(2);
106   timer_clear(3);
107   timer_start(1);
108
109   t1 = a;
110   //fprintf(stdout,("(ep.f:160) t1 = " + t1);
111   t1 = vranlc(0, t1, a, x);
112   //fprintf(stdout,("(ep.f:161) t1 = " + t1);
113
114   /* Compute AN = A ^ (2 * NK) (mod 2^46). */
115   t1 = a;
116   //fprintf(stdout,("(ep.f:165) t1 = " + t1);
117   for (i=1; i <= mk+1; i++) {
118     t2 = randlc(&t1, &t1);
119     //fprintf(stdout,("(ep.f:168)[loop i=" + i +"] t1 = " + t1);
120   }
121   an = t1;
122   //fprintf(stdout,("(ep.f:172) s = " + s);
123   tt = s;
124   gc = tt = 0.;
125   sx = 0.;
126   sy = 0.;
127   for (i=0; i < nq ; i++) {
128     q[i] = 0.;
129   }
130
131 /* Each instance of this loop may be performed independently. We compute the k offsets separately to take into account
132  * the fact that some nodes have more numbers to generate than others */
133   if (np_add == 1)
134     k_offset = node * np -1;
135   else
136     k_offset = no_large_nodes*(np+1) + (node-no_large_nodes)*np -1;
137
138   int stop = false;
139   for(k = 1; k <= np; k++) {// SMPI_SAMPLE_LOCAL(0.25 * np, 0.03) {
140     stop = false;
141     kk = k_offset + k ;
142     t1 = s;
143     //fprintf(stdout,("(ep.f:193) t1 = " + t1);
144     t2 = an;
145
146     //       Find starting seed t1 for this kk.
147     for (i=1;i<=100 && !stop;i++) {
148       ik = kk / 2;
149       //fprintf(stdout,("(ep.f:199) ik = " +ik+", kk = " + kk);
150       if (2 * ik != kk)  {
151         t3 = randlc(&t1, &t2);
152         //fprintf(stdout,("(ep.f:200) t1= " +t1 );
153       }
154       if (ik==0)
155         stop = true;
156       else {
157         t3 = randlc(&t2, &t2);
158         kk = ik;
159       }
160     }
161     //       Compute uniform pseudorandom numbers.
162
163     //if (timers_enabled)  timer_start(3);
164     timer_start(3);
165     //call vranlc(2 * nk, t1, a, x)  --> t1 and y are modified
166
167     //fprintf(stdout,">>>>>>>>>>>Before vranlc(l.210)<<<<<<<<<<<<<");
168     //fprintf(stdout,"2*nk = " + (2*nk));
169     //fprintf(stdout,"t1 = " + t1);
170     //fprintf(stdout,"a  = " + a);
171     //fprintf(stdout,"x[0] = " + x[0]);
172     //fprintf(stdout,">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
173     t1 = vranlc(2 * nk, t1, a, x);
174
175     //fprintf(stdout,(">>>>>>>>>>>After  Enter vranlc (l.210)<<<<<<");
176     //fprintf(stdout,("2*nk = " + (2*nk));
177     //fprintf(stdout,("t1 = " + t1);
178     //fprintf(stdout,("a  = " + a);
179     //fprintf(stdout,("x[0] = " + x[0]);
180     //fprintf(stdout,(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<");
181
182     //if (timers_enabled)  timer_stop(3);
183     timer_stop(3);
184
185     /* Compute Gaussian deviates by acceptance-rejection method and tally counts in concentric square annuli.
186      * This loop is not vectorizable. */
187     if (timers_enabled) timer_start(2);
188     for(i=1; i<=nk;i++) {
189       x1 = 2. * x[2*i-2] -1.0;
190       x2 = 2. * x[2*i-1] - 1.0;
191       t1 = x1*x1 + x2*x2;
192       if (t1 <= 1.) {
193         t2   = sqrt(-2. * log(t1) / t1);
194         t3   = (x1 * t2);
195         t4   = (x2 * t2);
196         l    = (int)(fabs(t3) > fabs(t4) ? fabs(t3) : fabs(t4));
197         q[l] = q[l] + 1.;
198         sx   = sx + t3;
199         sy   = sy + t4;
200       }
201       /*
202        if(i == 1) {
203                 fprintf(stdout,"x1 = " + x1);
204                 fprintf(stdout,"x2 = " + x2);
205                 fprintf(stdout,"t1 = " + t1);
206                 fprintf(stdout,"t2 = " + t2);
207                 fprintf(stdout,"t3 = " + t3);
208                 fprintf(stdout,"t4 = " + t4);
209                 fprintf(stdout,"l = " + l);
210                 fprintf(stdout,"q[l] = " + q[l]);
211                 fprintf(stdout,"sx = " + sx);
212                 fprintf(stdout,"sy = " + sy);
213        }
214        */
215     }
216     if (timers_enabled)  timer_stop(2);
217   }
218
219   TRACE_smpi_set_category ("finalize");
220
221   MPI_Allreduce(&sx, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
222   sx = x[0]; //FIXME :  x[0] or x[1] => x[0] because fortran starts with 1
223   MPI_Allreduce(&sy, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
224   sy = x[0];
225   MPI_Allreduce(q, x, nq, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
226
227   for(i = 0; i < nq; i++) {
228     q[i] = x[i];
229   }
230   for(i = 0; i < nq; i++) {
231     gc += q[i];
232   }
233
234   timer_stop(1);
235   tm = timer_read(1);
236   MPI_Allreduce(&tm, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
237   tm = x[0];
238
239   if(node == root) {
240     nit = 0;
241     verified = true;
242
243     if(m == 24) {
244       sx_verify_value = -3.247834652034740E3;
245       sy_verify_value = -6.958407078382297E3;
246     } else if(m == 25) {
247       sx_verify_value = -2.863319731645753E3;
248       sy_verify_value = -6.320053679109499E3;
249     } else if(m == 28) {
250       sx_verify_value = -4.295875165629892E3;
251       sy_verify_value = -1.580732573678431E4;
252     } else if(m == 30) {
253       sx_verify_value =  4.033815542441498E4;
254       sy_verify_value = -2.660669192809235E4;
255     } else if(m == 32) {
256       sx_verify_value =  4.764367927995374E4;
257       sy_verify_value = -8.084072988043731E4;
258     } else if(m == 36) {
259       sx_verify_value =  1.982481200946593E5;
260       sy_verify_value = -1.020596636361769E5;
261     } else {
262       verified = false;
263     }
264
265     /*
266     fprintf(stdout,("sx        = " + sx);
267     fprintf(stdout,("sx_verify = " + sx_verify_value);
268     fprintf(stdout,("sy        = " + sy);
269     fprintf(stdout,("sy_verify = " + sy_verify_value);
270     */
271     if(verified) {
272       sx_err = fabs((sx - sx_verify_value)/sx_verify_value);
273       sy_err = fabs((sy - sy_verify_value)/sy_verify_value);
274       /*
275       fprintf(stdout,("sx_err = " + sx_err);
276       fprintf(stdout,("sy_err = " + sx_err);
277       fprintf(stdout,("epsilon= " + epsilon);
278       */
279       verified = ((sx_err < epsilon) && (sy_err < epsilon));
280     }
281
282     Mops = (pow(2.0, m+1))/tm/1000;
283
284     fprintf(stdout,"EP Benchmark Results:\n");
285     fprintf(stdout,"CPU Time=%d\n",(int) tm);
286     fprintf(stdout,"N = 2^%d\n",m);
287     fprintf(stdout,"No. Gaussain Pairs =%d\n",(int) gc);
288     fprintf(stdout,"Sum = %f %ld\n",sx,(long) sy);
289     fprintf(stdout,"Count:");
290     for(i = 0; i < nq; i++) {
291       fprintf(stdout,"%d\t %ld\n",i,(long) q[i]);
292     }
293     c_print_results("EP", class, m+1, 0, 0, nit, nprocs, no_nodes, tm, Mops, "Random number generated",verified);
294
295     fprintf(stdout,"Total time:     %f\n",(timer_read(1)/1000));
296     fprintf(stdout,"Gaussian pairs: %f\n",(timer_read(2)/1000));
297     fprintf(stdout,"Random numbers: %f\n",(timer_read(3)/1000));
298   }
299
300   MPI_Finalize();
301   return 0;
302 }