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

   1 /* Copyright (c) 2013-2014. 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  * implemented by Pitch Patarasuk, 07/01/2007
   9  */
  10 #include "colls_private.h"
  11 //#include <star-reduction.c>
  12
  13 /* change number of core per smp-node
  14    we assume that number of core per process will be the same for all implementations */
  15 #ifndef NUM_CORE
  16 #define NUM_CORE 8
  17 #endif
  18
  19 /*
  20 This fucntion performs all-reduce operation as follow.
  21 1) binomial_tree reduce inside each SMP node
  22 2) reduce-scatter -inter between root of each SMP node
  23 3) allgather - inter between root of each SMP node
  24 4) binomial_tree bcast inside each SMP node
  25 */
  26 int smpi_coll_tuned_allreduce_smp_rsag_rab(void *sbuf, void *rbuf, int count,
  27                                            MPI_Datatype dtype, MPI_Op op,
  28                                            MPI_Comm comm)
  29 {
  30   int comm_size, rank;
  31   void *tmp_buf;
  32   int tag = COLL_TAG_ALLREDUCE;
  33   int mask, src, dst;
  34   MPI_Status status;
  35   int num_core = simcall_host_get_core(SIMIX_host_self());
  36   // do we use the default one or the number of cores in the platform ?
  37   // if the number of cores is one, the platform may be simulated with 1 node = 1 core
  38   if (num_core == 1) num_core = NUM_CORE;
  39
  40   comm_size = smpi_comm_size(comm);
  41
  42   if((comm_size&(comm_size-1)))
  43     THROWF(arg_error,0, "allreduce smp rsag rab algorithm can't be used with non power of two number of processes ! ");
  44
  45   rank = smpi_comm_rank(comm);
  46   MPI_Aint extent;
  47   extent = smpi_datatype_get_extent(dtype);
  48   tmp_buf = (void *) xbt_malloc(count * extent);
  49
  50   int intra_rank, inter_rank;
  51   intra_rank = rank % num_core;
  52   inter_rank = rank / num_core;
  53
  54   //printf("node %d intra_rank = %d, inter_rank = %d\n", rank, intra_rank, inter_rank);
  55
  56   int inter_comm_size = (comm_size + num_core - 1) / num_core;
  57
  58   smpi_mpi_sendrecv(sbuf, count, dtype, rank, tag,
  59                rbuf, count, dtype, rank, tag, comm, &status);
  60
  61   // SMP_binomial_reduce
  62   mask = 1;
  63   while (mask < num_core) {
  64     if ((mask & intra_rank) == 0) {
  65       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank | mask);
  66       //      if (src < ((inter_rank + 1) * num_core)) {
  67       if (src < comm_size) {
  68         smpi_mpi_recv(tmp_buf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
  69         smpi_op_apply(op, tmp_buf, rbuf, &count, &dtype);
  70         //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
  71       }
  72     } else {
  73
  74       dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank & (~mask));
  75       smpi_mpi_send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
  76       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
  77       break;
  78     }
  79     mask <<= 1;
  80   }
  81
  82
  83   // INTER: reduce-scatter
  84   if (intra_rank == 0) {
  85
  86     int dst, base_offset, send_base_offset, recv_base_offset, recv_chunk;
  87     int curr_count, i, recv_offset, send_offset;
  88
  89     // reduce-scatter
  90
  91     recv_chunk = extent * count / (comm_size / num_core);
  92
  93     mask = 1;
  94     i = 0;
  95     curr_count = count / 2;
  96     int phase = 0;
  97     base_offset = 0;
  98     send_base_offset = 0;
  99     recv_base_offset = 0;
 100
 101     while (mask < (comm_size / num_core)) {
 102       dst = inter_rank ^ mask;
 103
 104       // compute offsets
 105       send_base_offset = base_offset;
 106
 107       // right-handside
 108       if (inter_rank & mask) {
 109         recv_base_offset = base_offset + curr_count;
 110         send_base_offset = base_offset;
 111         base_offset = recv_base_offset;
 112       }
 113       // left-handside
 114       else {
 115         recv_base_offset = base_offset;
 116         send_base_offset = base_offset + curr_count;
 117       }
 118       send_offset = send_base_offset * extent;
 119       recv_offset = recv_base_offset * extent;
 120
 121       //      if (rank==7)
 122       //      printf("node %d send to %d in phase %d s_offset = %d r_offset = %d count = %d\n",rank,dst,phase, send_offset, recv_offset, curr_count);
 123
 124       smpi_mpi_sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 125                    tmp_buf, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 126                    comm, &status);
 127
 128       smpi_op_apply(op, tmp_buf, (char *)rbuf + recv_offset, &curr_count, &dtype);
 129
 130       mask *= 2;
 131       curr_count /= 2;
 132       phase++;
 133     }
 134
 135
 136     // INTER: allgather
 137
 138     int size = (comm_size / num_core) / 2;
 139     base_offset = 0;
 140     mask = 1;
 141     while (mask < (comm_size / num_core)) {
 142       if (inter_rank & mask) {
 143         base_offset += size;
 144       }
 145       mask <<= 1;
 146       size /= 2;
 147     }
 148
 149     curr_count *= 2;
 150     mask >>= 1;
 151     i = 1;
 152     phase = 0;
 153     while (mask >= 1) {
 154       // destination pair for both send and recv
 155       dst = inter_rank ^ mask;
 156
 157       // compute offsets
 158       send_base_offset = base_offset;
 159       if (inter_rank & mask) {
 160         recv_base_offset = base_offset - i;
 161         base_offset -= i;
 162       } else {
 163         recv_base_offset = base_offset + i;
 164       }
 165       send_offset = send_base_offset * recv_chunk;
 166       recv_offset = recv_base_offset * recv_chunk;
 167
 168       //      if (rank==7)
 169       //printf("node %d send to %d in phase %d s_offset = %d r_offset = %d count = %d\n",rank,dst,phase, send_offset, recv_offset, curr_count);
 170
 171       smpi_mpi_sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 172                    (char *)rbuf + recv_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 173                    comm, &status);
 174
 175
 176       curr_count *= 2;
 177       i *= 2;
 178       mask >>= 1;
 179       phase++;
 180     }
 181
 182
 183   }                             // INTER
 184
 185   // intra SMP binomial bcast
 186
 187   int num_core_in_current_smp = num_core;
 188   if (inter_rank == (inter_comm_size - 1)) {
 189     num_core_in_current_smp = comm_size - (inter_rank * num_core);
 190   }
 191   //  printf("Node %d num_core = %d\n",rank, num_core_in_current_smp);
 192   mask = 1;
 193   while (mask < num_core_in_current_smp) {
 194     if (intra_rank & mask) {
 195       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank - mask);
 196       //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
 197       smpi_mpi_recv(rbuf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
 198       break;
 199     }
 200     mask <<= 1;
 201   }
 202
 203   mask >>= 1;
 204   //printf("My rank = %d my mask = %d\n", rank,mask);
 205
 206   while (mask > 0) {
 207     dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank + mask);
 208     if (dst < comm_size) {
 209       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
 210       smpi_mpi_send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
 211     }
 212     mask >>= 1;
 213   }
 214
 215
 216   free(tmp_buf);
 217   return MPI_SUCCESS;
 218 }