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
  23   int    m;
  24   int    mk=16;
  25   int    nk = (int)(pow(2,mk)),
  26          nq=10,
  27          np, node, no_nodes, i, ik, kk, l, k, nit, no_large_nodes, np_add, k_offset;
  28   int    verified;
  29   char   size[500]; // mind the size of the string to represent a big number
  30
  31   double *x = (double *) malloc (2*nk*sizeof(double));
  32   double *q = (double *) malloc (nq*sizeof(double));
  33
  34   MPI_Init( &argc, &argv );
  35   MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD, &no_nodes);
  36   MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &node);
  37
  38   TRACE_smpi_set_category ("start");
  39
  40   get_info(argc, argv, &nprocs, &class);
  41   check_info(EP, nprocs, class);
  42
  43   if      (class == 'S')
  44     { m = 24; }
  45   else if (class == 'W')
  46     { m = 25; }
  47   else if (class == 'A')
  48     { m = 28; }
  49   else if (class == 'B')
  50     { m = 30; }
  51   else if (class == 'C')
  52     { m = 32; }
  53   else if (class == 'D')
  54     { m = 36; }
  55   else if (class == 'E')
  56     { m = 40; }
  57   else {
  58     printf("EP: Internal error: invalid class type %c\n", class);
  59     exit(1);
  60   }
  61
  62   int mm = m -mk;
  63   int nn = (int)(pow(2,mm));
  64
  65   int root = 0;
  66   if (node == root ) {
  67     /* Because the size of the problem is too large to store in a 32-bit integer for some classes, we put it into a
  68      * string (for printing). Have to strip off the decimal point put in there by the floating point print statement
  69      * (internal file) */
  70     fprintf(stdout," NAS Parallel Benchmarks 3.2 -- EP Benchmark");
  71     snprintf(size,500,"%lu",(unsigned long)pow(2,m+1));
  72     fprintf(stdout," Number of random numbers generated: %s\n",size);
  73     fprintf(stdout," Number of active processes: %d\n",no_nodes);
  74   }
  75   verified = FALSE;
  76
  77   /* Compute the number of "batches" of random number pairs generated per processor. Adjust if the number of processors
  78    * does not evenly divide the total number  */
  79   np = nn / no_nodes;
  80   no_large_nodes = nn % no_nodes;
  81   if (node < no_large_nodes)
  82     np_add = 1;
  83   else
  84     np_add = 0;
  85   np = np + np_add;
  86
  87   if (np == 0) {
  88     fprintf(stdout,"Too many nodes: %d  %d",no_nodes,nn);
  89     MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,1);
  90     exit(0);
  91   }
  92
  93   /* Call the random number generator functions and initialize the x-array to reduce the effects of paging the timings.
  94    Also, call all mathematical functions that are used. Make sure initializations cannot be eliminated as dead code. */
  95   vranlc(0, dum[0], dum[1], &(dum[2]));
  96
  97   dum[0] = randlc(&(dum[1]),&(dum[2]));
  98   for (i=0;i<2*nk;i++) {
  99     x[i] = -1e99;
 100   }
 101   Mops = log(sqrt(abs(1)));
 102
 103   /* Synchronize before placing time stamp */
 104   MPI_Barrier( MPI_COMM_WORLD );
 105
 106   TRACE_smpi_set_category ("ep");
 107
 108   timer_clear(1);
 109   timer_clear(2);
 110   timer_clear(3);
 111   timer_start(1);
 112
 113   t1 = a;
 114   t1 = vranlc(0, t1, a, x);
 115
 116   /* Compute AN = A ^ (2 * NK) (mod 2^46). */
 117   t1 = a;
 118   for (i=1; i <= mk+1; i++) {
 119     t2 = randlc(&t1, &t1);
 120   }
 121   an = t1;
 122   tt = s;
 123   gc = 0;
 124   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     t2 = an;
 144
 145     //       Find starting seed t1 for this kk.
 146     for (i=1;i<=100 && !stop;i++) {
 147       ik = kk / 2;
 148       if (2 * ik != kk)  {
 149         t3 = randlc(&t1, &t2);
 150       }
 151       if (ik==0)
 152         stop = TRUE;
 153       else {
 154         t3 = randlc(&t2, &t2);
 155         kk = ik;
 156       }
 157     }
 158     //       Compute uniform pseudorandom numbers.
 159
 160     timer_start(3);
 161
 162     t1 = vranlc(2 * nk, t1, a, x);
 163
 164     timer_stop(3);
 165
 166     /* Compute Gaussian deviates by acceptance-rejection method and tally counts in concentric square annuli.
 167      * This loop is not vectorizable. */
 168     timer_start(2);
 169
 170     for(i=1; i<=nk;i++) {
 171       x1 = 2. * x[2*i-2] -1.0;
 172       x2 = 2. * x[2*i-1] - 1.0;
 173       t1 = x1*x1 + x2*x2;
 174       if (t1 <= 1.) {
 175         t2   = sqrt(-2. * log(t1) / t1);
 176         t3   = (x1 * t2);
 177         t4   = (x2 * t2);
 178         l    = (int)(fabs(t3) > fabs(t4) ? fabs(t3) : fabs(t4));
 179         q[l] = q[l] + 1.;
 180         sx   = sx + t3;
 181         sy   = sy + t4;
 182       }
 183     }
 184     timer_stop(2);
 185   }
 186
 187   TRACE_smpi_set_category ("finalize");
 188
 189   MPI_Allreduce(&sx, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 190   sx = x[0];
 191   MPI_Allreduce(&sy, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 192   sy = x[0];
 193   MPI_Allreduce(q, x, nq, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 194
 195   for(i = 0; i < nq; i++) {
 196     q[i] = x[i];
 197   }
 198   for(i = 0; i < nq; i++) {
 199     gc += q[i];
 200   }
 201
 202   timer_stop(1);
 203   tm = timer_read(1);
 204   MPI_Allreduce(&tm, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
 205   tm = x[0];
 206
 207   free(x);
 208
 209   if(node == root) {
 210     nit = 0;
 211     verified = TRUE;
 212
 213     if(m == 24) {
 214       sx_verify_value = -3.247834652034740E3;
 215       sy_verify_value = -6.958407078382297E3;
 216     } else if(m == 25) {
 217       sx_verify_value = -2.863319731645753E3;
 218       sy_verify_value = -6.320053679109499E3;
 219     } else if(m == 28) {
 220       sx_verify_value = -4.295875165629892E3;
 221       sy_verify_value = -1.580732573678431E4;
 222     } else if(m == 30) {
 223       sx_verify_value =  4.033815542441498E4;
 224       sy_verify_value = -2.660669192809235E4;
 225     } else if(m == 32) {
 226       sx_verify_value =  4.764367927995374E4;
 227       sy_verify_value = -8.084072988043731E4;
 228     } else if(m == 36) {
 229       sx_verify_value =  1.982481200946593E5;
 230       sy_verify_value = -1.020596636361769E5;
 231     } else {
 232       verified = FALSE;
 233     }
 234
 235     if(verified) {
 236       sx_err = fabs((sx - sx_verify_value)/sx_verify_value);
 237       sy_err = fabs((sy - sy_verify_value)/sy_verify_value);
 238       verified = ((sx_err < epsilon) && (sy_err < epsilon));
 239     }
 240
 241     Mops = (pow(2.0, m+1))/tm/1000;
 242
 243     fprintf(stdout,"EP Benchmark Results:\n");
 244     fprintf(stdout,"CPU Time=%d\n",(int) tm);
 245     fprintf(stdout,"N = 2^%d\n",m);
 246     fprintf(stdout,"No. Gaussain Pairs =%d\n",(int) gc);
 247     fprintf(stdout,"Sum = %f %ld\n",sx,(long) sy);
 248     fprintf(stdout,"Count:");
 249     for(i = 0; i < nq; i++) {
 250       fprintf(stdout,"%d\t %ld\n",i,(long) q[i]);
 251     }
 252     c_print_results("EP", class, m+1, 0, 0, nit, nprocs, no_nodes, tm, Mops, "Random number generated",verified);
 253
 254     fprintf(stdout,"Total time:     %f\n",(timer_read(1)/1000));
 255     fprintf(stdout,"Gaussian pairs: %f\n",(timer_read(2)/1000));
 256     fprintf(stdout,"Random numbers: %f\n",(timer_read(3)/1000));
 257   }
 258
 259   free(q);
 260
 261   MPI_Finalize();
 262   return 0;
 263 }