examples/smpi/MM/Summa.c

   1 /*!
   2  * Classical Block Matrix Multiplication example
   3  *
   4  * Authors: Quintin Jean-Noël
   5  */
   6 #include "Matrix_init.h"
   7 #include "Summa.h"
   8 #include "timer.h"
   9 #include "xbt/log.h"
  10  XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(MM_Summa,
  11                              "Messages specific for this msg example");
  12
  13 inline double Summa(
  14                      double *a, double *b, double *c,
  15                      size_t lda, size_t ldb, size_t ldc,
  16                      size_t m, size_t k_a, size_t k_b, size_t n,
  17                      size_t Block_size, size_t start, size_t end,
  18                      size_t row, size_t col, size_t size_row, size_t size_col,
  19                      double *a_local, double *b_local,
  20                      MPI_Datatype Block_a, MPI_Datatype Block_a_local,
  21                      MPI_Datatype Block_b,
  22                      MPI_Comm row_comm, MPI_Comm col_comm, int subs)
  23 {
  24   double *B_a     , *B_b     ; //matrix blocks
  25   size_t err;
  26   double alpha = 1, beta = 1;  //C := alpha * a * b + beta * c
  27   size_t B_proc_col, B_proc_row; // Number of bloc(row or col) on one processor
  28   B_proc_col =  k_b / Block_size;  // Number of block on one processor
  29   B_proc_row = k_a / Block_size; // Number of block on one processor
  30
  31   //size_t lda = k_a, ldb = n, ldc = n;
  32   size_t lda_local = lda;
  33   size_t ldb_local = ldb;
  34
  35
  36   double time, computation_time = 0, communication_time = 0;
  37   struct timespec start_time, end_time; //time mesure
  38   struct timespec start_time_intern, end_time_intern; //time mesure
  39
  40
  41
  42
  43   get_time(&start_time);
  44
  45   /*-------------Distributed Matrix Multiplication algorithm-----------------*/
  46   size_t iter;
  47   for( iter = start; iter < end; iter++ ){
  48     size_t pivot_row, pivot_col, pos_a, pos_b;
  49 #ifdef CYCLIC
  50     // pivot row on processor layer
  51     pivot_row = (iter % size_col);
  52     pivot_col = (iter % size_row);
  53     //position of the block
  54     if(subs == 1){
  55       pos_a = (size_t)((iter - start) / size_row) * Block_size;
  56       pos_b = (size_t)((iter - start) / size_col) * ldb * Block_size;
  57     }else{
  58       pos_a = (size_t)(iter / size_row) * Block_size;
  59       pos_b = (size_t)(iter / size_col) * ldb * Block_size;
  60     }
  61 #else
  62     // pivot row on processor layer
  63     pivot_row = (size_t)(iter / B_proc_col) % size_col;
  64     pivot_col = (size_t)(iter / B_proc_row) % size_row;
  65     //position of the block
  66     if(subs == 1){
  67       pos_a = ((iter - start) % B_proc_row) * Block_size;
  68       pos_b = ((iter - start) % B_proc_col) * ldb * Block_size;
  69     }else{
  70       pos_a = (iter % B_proc_row) * Block_size;
  71       pos_b = (iter % B_proc_col) * ldb * Block_size;
  72     }
  73 #endif
  74     XBT_DEBUG( "pivot: %zu, iter: %zu, B_proc_col: %zu, "
  75                 "size_col:%zu, size_row: %zu\n",
  76                 pivot_row, iter, B_proc_row,size_col,size_row);
  77     MPI_Barrier(row_comm);
  78     MPI_Barrier(col_comm);
  79
  80     get_time(&start_time_intern);
  81     //Broadcast the row
  82     if(size_row > 1){
  83       MPI_Datatype * Block;
  84       if( pivot_col != col ){
  85         B_a = a_local;
  86         lda_local = Block_size;
  87         XBT_DEBUG("recieve B_a %zu,%zu \n",m , Block_size);
  88         Block = &Block_a_local;
  89       }else{
  90         B_a = a + pos_a;
  91         lda_local = lda;
  92         XBT_DEBUG("sent B_a %zu,%zu \n",m , Block_size);
  93         Block = &Block_a;
  94       }
  95       err = MPI_Bcast(B_a, 1, *Block, pivot_col, row_comm);
  96       if (err != MPI_SUCCESS) {
  97         perror("Error Bcast A\n");
  98         return -1;
  99       }
 100     }else{
 101       B_a = a + pos_a;
 102       XBT_DEBUG("position of B_a: %zu \n", pos_a);
 103     }
 104
 105     //Broadcast the col
 106     if(size_col > 1){
 107       if( pivot_row == row ){
 108         B_b = b + pos_b;
 109         XBT_DEBUG("sent B_b Block_size: %zu, pos:%zu \n",
 110                     ldb, pos_b);
 111       }else{
 112         B_b = b_local;
 113         XBT_DEBUG("recieve B_b %zu,%zu \n", Block_size,n);
 114       }
 115       err = MPI_Bcast(B_b, 1, Block_b, pivot_row, col_comm );
 116       if (err != MPI_SUCCESS) {
 117         perror("Error Bcast B\n");
 118         MPI_Finalize();
 119         exit(-1);
 120       }
 121     }else{
 122       B_b = b + pos_b;
 123       XBT_DEBUG("position of B_b: %zu \n", pos_b);
 124     }
 125     get_time(&end_time_intern);
 126     communication_time += get_timediff(&start_time_intern,&end_time_intern);
 127
 128     MPI_Barrier(row_comm);
 129     MPI_Barrier(col_comm);
 130     get_time(&start_time_intern);
 131     XBT_DEBUG("execute Gemm number: %zu\n", iter);
 132     //We have recieved a line of block and a colomn
 133    //              cblas_dgemm( CblasRowMajor, CblasNoTrans, CblasNoTrans,
 134    //               m, n, Block_size, alpha, B_a, lda_local, B_b, ldb_local,
 135    //               beta, c, ldc );
 136     int i, j, k;
 137     for(i = 0; i < m; i++)
 138       for(j = 0; j < n; j++)
 139         for(k = 0; k < Block_size; k++)
 140           c[i*ldc+j] += B_a[j*lda_local+k]*B_b[k*ldb_local+j];
 141
 142     get_time(&end_time_intern);
 143     computation_time += get_timediff(&start_time_intern,&end_time_intern);
 144
 145   }
 146   MPI_Barrier(row_comm);
 147   MPI_Barrier(col_comm);
 148
 149   get_time(&end_time);
 150   time = get_timediff(&start_time,&end_time);
 151   printf("communication time: %le nanoseconds, "
 152          "computation time: %le nanoseconds\n",
 153          communication_time, computation_time);
 154
 155
 156   return time;
 157 }