src/smpi/colls/allgather/allgather-SMP-NTS.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2022. 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 #include "../colls_private.hpp"
   8
   9 namespace simgrid::smpi {
  10
  11 int allgather__SMP_NTS(const void *sbuf, int scount,
  12                        MPI_Datatype stype, void *rbuf,
  13                        int rcount, MPI_Datatype rtype,
  14                        MPI_Comm comm)
  15 {
  16   int src, dst, comm_size, rank;
  17   comm_size = comm->size();
  18   rank = comm->rank();
  19   MPI_Aint rextent, sextent;
  20   rextent = rtype->get_extent();
  21   sextent = stype->get_extent();
  22   int tag = COLL_TAG_ALLGATHER;
  23
  24   int i, send_offset, recv_offset;
  25   int intra_rank, inter_rank;
  26
  27   if(comm->get_leaders_comm()==MPI_COMM_NULL){
  28     comm->init_smp();
  29   }
  30   int num_core=1;
  31   if (comm->is_uniform()){
  32     num_core = comm->get_intra_comm()->size();
  33   }
  34
  35
  36   intra_rank = rank % num_core;
  37   inter_rank = rank / num_core;
  38   int inter_comm_size = (comm_size + num_core - 1) / num_core;
  39   int num_core_in_current_smp = num_core;
  40
  41   if(comm_size%num_core)
  42     throw std::invalid_argument(xbt::string_printf(
  43         "allgather SMP NTS algorithm can't be used with non multiple of NUM_CORE=%d number of processes!", num_core));
  44
  45   /* for too small number of processes, use default implementation */
  46   if (comm_size <= num_core) {
  47     XBT_INFO("MPI_allgather_SMP_NTS: comm_size <= num_core, use default MPI_allgather.");
  48     allgather__default(sbuf, scount, stype, rbuf, rcount, rtype, comm);
  49     return MPI_SUCCESS;
  50   }
  51
  52   // the last SMP node may have fewer number of running processes than all others
  53   if (inter_rank == (inter_comm_size - 1)) {
  54     num_core_in_current_smp = comm_size - (inter_rank * num_core);
  55   }
  56   //copy corresponding message from sbuf to rbuf
  57   recv_offset = rank * rextent * rcount;
  58   Request::sendrecv(sbuf, scount, stype, rank, tag,
  59                ((char *) rbuf + recv_offset), rcount, rtype, rank, tag, comm,
  60                MPI_STATUS_IGNORE);
  61
  62   //gather to root of each SMP
  63
  64   for (i = 1; i < num_core_in_current_smp; i++) {
  65
  66     dst =
  67         (inter_rank * num_core) + (intra_rank + i) % (num_core_in_current_smp);
  68     src =
  69         (inter_rank * num_core) + (intra_rank - i +
  70                                    num_core_in_current_smp) %
  71         (num_core_in_current_smp);
  72     recv_offset = src * rextent * rcount;
  73
  74     Request::sendrecv(sbuf, scount, stype, dst, tag,
  75                  ((char *) rbuf + recv_offset), rcount, rtype, src, tag, comm,
  76                  MPI_STATUS_IGNORE);
  77
  78   }
  79
  80   // INTER-SMP-ALLGATHER
  81   // Every root of each SMP node post INTER-Sendrecv, then do INTRA-Bcast for each receiving message
  82   // Use logical ring algorithm
  83
  84   // root of each SMP
  85   if (intra_rank == 0) {
  86     auto* rrequest_array = new MPI_Request[inter_comm_size - 1];
  87     auto* srequest_array = new MPI_Request[inter_comm_size - 1];
  88
  89     src = ((inter_rank - 1 + inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core;
  90     dst = ((inter_rank + 1) % inter_comm_size) * num_core;
  91
  92     // post all inter Irecv
  93     for (i = 0; i < inter_comm_size - 1; i++) {
  94       recv_offset =
  95           ((inter_rank - i - 1 +
  96             inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
  97       rrequest_array[i] = Request::irecv((char *)rbuf + recv_offset, rcount * num_core,
  98                                          rtype, src, tag + i, comm);
  99     }
 100
 101     // send first message
 102     send_offset =
 103         ((inter_rank +
 104           inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 105     srequest_array[0] = Request::isend((char *)rbuf + send_offset, scount * num_core,
 106                                        stype, dst, tag, comm);
 107
 108     // loop : recv-inter , send-inter, send-intra (linear-bcast)
 109     for (i = 0; i < inter_comm_size - 2; i++) {
 110       recv_offset =
 111           ((inter_rank - i - 1 +
 112             inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 113       Request::wait(&rrequest_array[i], MPI_STATUS_IGNORE);
 114       srequest_array[i + 1] = Request::isend((char *)rbuf + recv_offset, scount * num_core,
 115                                              stype, dst, tag + i + 1, comm);
 116       if (num_core_in_current_smp > 1) {
 117         Request::send((char *)rbuf + recv_offset, scount * num_core,
 118                       stype, (rank + 1), tag + i + 1, comm);
 119       }
 120     }
 121
 122     // recv last message and send_intra
 123     recv_offset =
 124         ((inter_rank - i - 1 +
 125           inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 126     //recv_offset = ((inter_rank + 1) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 127     //i=inter_comm_size-2;
 128     Request::wait(&rrequest_array[i], MPI_STATUS_IGNORE);
 129     if (num_core_in_current_smp > 1) {
 130       Request::send((char *)rbuf + recv_offset, scount * num_core,
 131                                   stype, (rank + 1), tag + i + 1, comm);
 132     }
 133
 134     Request::waitall(inter_comm_size - 1, srequest_array, MPI_STATUSES_IGNORE);
 135     delete[] rrequest_array;
 136     delete[] srequest_array;
 137   }
 138   // last rank of each SMP
 139   else if (intra_rank == (num_core_in_current_smp - 1)) {
 140     for (i = 0; i < inter_comm_size - 1; i++) {
 141       recv_offset =
 142           ((inter_rank - i - 1 +
 143             inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 144       Request::recv((char *) rbuf + recv_offset, (rcount * num_core), rtype,
 145                     rank - 1, tag + i + 1, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
 146     }
 147   }
 148   // intermediate rank of each SMP
 149   else {
 150     for (i = 0; i < inter_comm_size - 1; i++) {
 151       recv_offset =
 152           ((inter_rank - i - 1 +
 153             inter_comm_size) % inter_comm_size) * num_core * sextent * scount;
 154       Request::recv((char *) rbuf + recv_offset, (rcount * num_core), rtype,
 155                     rank - 1, tag + i + 1, comm, MPI_STATUS_IGNORE);
 156       Request::send((char *) rbuf + recv_offset, (scount * num_core), stype,
 157                     (rank + 1), tag + i + 1, comm);
 158     }
 159   }
 160
 161   return MPI_SUCCESS;
 162 }
 163
 164 } // namespace simgrid::smpi