src/smpi/colls/bcast-arrival-pattern-aware.c

   1 #include "colls_private.h"
   2
   3 static int bcast_NTSL_segment_size_in_byte = 8192;
   4
   5 #define HEADER_SIZE 1024
   6 #define MAX_NODE 1024
   7
   8 /* Non-topology-specific pipelined linear-bcast function */
   9 int smpi_coll_tuned_bcast_arrival_pattern_aware(void *buf, int count,
  10                                                 MPI_Datatype datatype, int root,
  11                                                 MPI_Comm comm)
  12 {
  13   int tag = -COLL_TAG_BCAST;
  14   MPI_Status status;
  15   MPI_Request request;
  16   MPI_Request *send_request_array;
  17   MPI_Request *recv_request_array;
  18   MPI_Status *send_status_array;
  19   MPI_Status *recv_status_array;
  20
  21   MPI_Status temp_status_array[MAX_NODE];
  22
  23   int rank, size;
  24   int i, j;
  25
  26   int sent_count;
  27   int header_index;
  28   int flag_array[MAX_NODE];
  29   int already_sent[MAX_NODE];
  30   int to_clean[MAX_NODE];
  31   int header_buf[HEADER_SIZE];
  32   char temp_buf[MAX_NODE];
  33
  34   MPI_Aint extent;
  35   extent = smpi_datatype_get_extent(datatype);
  36
  37   /* destination */
  38   int to;
  39
  40
  41
  42   rank = smpi_comm_rank(comm);
  43   size = smpi_comm_size(comm);
  44
  45
  46   /* segment is segment size in number of elements (not bytes) */
  47   int segment = bcast_NTSL_segment_size_in_byte / extent;
  48
  49   /* pipeline length */
  50   int pipe_length = count / segment;
  51
  52   /* use for buffer offset for sending and receiving data = segment size in byte */
  53   int increment = segment * extent;
  54
  55   /* if the input size is not divisible by segment size =>
  56      the small remainder will be done with native implementation */
  57   int remainder = count % segment;
  58
  59   /* if root is not zero send to rank zero first
  60      this can be modified to make it faster by using logical src, dst.
  61    */
  62   if (root != 0) {
  63     if (rank == root) {
  64       smpi_mpi_send(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
  65     } else if (rank == 0) {
  66       smpi_mpi_recv(buf, count, datatype, root, tag, comm, &status);
  67     }
  68   }
  69
  70   /* value == 0 means root has not send data (or header) to the node yet */
  71   for (i = 0; i < MAX_NODE; i++) {
  72     already_sent[i] = 0;
  73     to_clean[i] = 0;
  74   }
  75
  76   /* when a message is smaller than a block size => no pipeline */
  77   if (count <= segment) {
  78     if (rank == 0) {
  79       sent_count = 0;
  80
  81       while (sent_count < (size - 1)) {
  82         for (i = 1; i < size; i++) {
  83           smpi_mpi_iprobe(i, MPI_ANY_TAG, comm, &flag_array[i],
  84                      MPI_STATUSES_IGNORE);
  85         }
  86
  87         header_index = 0;
  88         /* recv 1-byte message */
  89         for (i = 1; i < size; i++) {
  90
  91           /* message arrive */
  92           if ((flag_array[i] == 1) && (already_sent[i] == 0)) {
  93             smpi_mpi_recv(temp_buf, 1, MPI_CHAR, i, tag, comm, &status);
  94             header_buf[header_index] = i;
  95             header_index++;
  96             sent_count++;
  97
  98             /* will send in the next step */
  99             already_sent[i] = 1;
 100           }
 101         }
 102
 103         /* send header followed by data */
 104         if (header_index != 0) {
 105           header_buf[header_index] = -1;
 106           to = header_buf[0];
 107           smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, to, tag, comm);
 108           smpi_mpi_send(buf, count, datatype, to, tag, comm);
 109         }
 110
 111         /* randomly MPI_Send to one */
 112         else {
 113           /* search for the first node that never received data before */
 114           for (i = 1; i < size; i++) {
 115             if (already_sent[i] == 0) {
 116               header_buf[0] = i;
 117               header_buf[1] = -1;
 118               smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, i, tag, comm);
 119               smpi_mpi_send(buf, count, datatype, i, tag, comm);
 120               already_sent[i] = 1;
 121               sent_count++;
 122               break;
 123             }
 124           }
 125         }
 126
 127
 128       }                         /* while loop */
 129     }
 130
 131     /* non-root */
 132     else {
 133
 134       /* send 1-byte message to root */
 135       smpi_mpi_send(temp_buf, 1, MPI_CHAR, 0, tag, comm);
 136
 137       /* wait for header and data, forward when required */
 138       smpi_mpi_recv(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE, tag, comm,
 139                &status);
 140       smpi_mpi_recv(buf, count, datatype, MPI_ANY_SOURCE, tag, comm, &status);
 141
 142       /* search for where it is */
 143       int myordering = 0;
 144       while (rank != header_buf[myordering]) {
 145         myordering++;
 146       }
 147
 148       /* send header followed by data */
 149       if (header_buf[myordering + 1] != -1) {
 150         smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, header_buf[myordering + 1],
 151                  tag, comm);
 152         smpi_mpi_send(buf, count, datatype, header_buf[myordering + 1], tag, comm);
 153       }
 154     }
 155   }
 156   /* pipeline bcast */
 157   else {
 158     send_request_array =
 159         (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
 160     recv_request_array =
 161         (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
 162     send_status_array =
 163         (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
 164     recv_status_array =
 165         (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
 166
 167     if (rank == 0) {
 168       //double start2 = MPI_Wtime();
 169       sent_count = 0;
 170       //int iteration = 0;
 171       while (sent_count < (size - 1)) {
 172         //iteration++;
 173         //start = MPI_Wtime();
 174         for (i = 1; i < size; i++) {
 175           smpi_mpi_iprobe(i, MPI_ANY_TAG, comm, &flag_array[i],
 176                      &temp_status_array[i]);
 177         }
 178         //total = MPI_Wtime() - start;
 179         //total *= 1000;
 180         //printf("Iprobe time = %.2f\n",total);
 181         header_index = 0;
 182
 183         MPI_Wtime();
 184         /* recv 1-byte message */
 185         for (i = 1; i < size; i++) {
 186           /* message arrive */
 187           if ((flag_array[i] == 1) && (already_sent[i] == 0)) {
 188             smpi_mpi_recv(&temp_buf[i], 1, MPI_CHAR, i, tag, comm,
 189                      &status);
 190             header_buf[header_index] = i;
 191             header_index++;
 192             sent_count++;
 193
 194             /* will send in the next step */
 195             already_sent[i] = 1;
 196           }
 197         }
 198         //total = MPI_Wtime() - start;
 199         //total *= 1000;
 200         //printf("Recv 1-byte time = %.2f\n",total);
 201
 202         /*
 203            if (header_index != 0) {
 204            printf("header index = %d node = ",header_index);
 205            for (i=0;i<header_index;i++) {
 206            printf("%d ",header_buf[i]);
 207            }
 208            printf("\n");
 209            }
 210          */
 211
 212         /* send header followed by data */
 213         if (header_index != 0) {
 214           header_buf[header_index] = -1;
 215           to = header_buf[0];
 216
 217           //start = MPI_Wtime();
 218
 219           /* send header */
 220           smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, to, tag, comm);
 221
 222           //total = MPI_Wtime() - start;
 223           //total *= 1000;
 224           //printf("\tSend header to %d time = %.2f\n",to,total);
 225
 226           //start = MPI_Wtime();
 227
 228           /* send data - non-pipeline case */
 229
 230           if (0 == 1) {
 231             //if (header_index == 1) {
 232             smpi_mpi_send(buf, count, datatype, to, tag, comm);
 233           }
 234
 235
 236           /* send data - pipeline */
 237           else {
 238             for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 239               smpi_mpi_send((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
 240             }
 241             //smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
 242           }
 243           //total = MPI_Wtime() - start;
 244           //total *= 1000;
 245           //printf("\tSend data to %d time = %.2f\n",to,total);
 246
 247         }
 248
 249
 250
 251         /* randomly MPI_Send to one node */
 252         else {
 253           /* search for the first node that never received data before */
 254           for (i = 1; i < size; i++) {
 255             if (already_sent[i] == 0) {
 256               header_buf[0] = i;
 257               header_buf[1] = -1;
 258               to = i;
 259
 260               //start = MPI_Wtime();
 261               smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, to, tag, comm);
 262
 263               /* still need to chop data so that we can use the same non-root code */
 264               for (j = 0; j < pipe_length; j++) {
 265                 smpi_mpi_send((char *)buf + (j * increment), segment, datatype, to, tag,
 266                          comm);
 267               }
 268
 269               //smpi_mpi_send(buf,count,datatype,to,tag,comm);
 270               //smpi_mpi_wait(&request,MPI_STATUS_IGNORE);
 271
 272               //total = MPI_Wtime() - start;
 273               //total *= 1000;
 274               //printf("SEND TO SINGLE node %d time = %.2f\n",i,total);
 275
 276
 277               already_sent[i] = 1;
 278               to_clean[i]=1;
 279               sent_count++;
 280               break;
 281             }
 282           }
 283         }
 284
 285       }                         /* while loop */
 286
 287       for(i=0; i<size; i++)
 288         if(to_clean[i]!=0)smpi_mpi_recv(&temp_buf[i], 1, MPI_CHAR, i, tag, comm,
 289                      &status);
 290       //total = MPI_Wtime() - start2;
 291       //total *= 1000;
 292       //printf("Node zero iter = %d time = %.2f\n",iteration,total);
 293     }
 294
 295     /* rank 0 */
 296     /* none root */
 297     else {
 298       /* send 1-byte message to root */
 299       smpi_mpi_send(temp_buf, 1, MPI_CHAR, 0, tag, comm);
 300
 301       /* wait for header forward when required */
 302       request = smpi_mpi_irecv(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE, tag, comm);
 303       smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 304
 305       /* search for where it is */
 306       int myordering = 0;
 307       while (rank != header_buf[myordering]) {
 308         myordering++;
 309       }
 310
 311       /* send header when required */
 312       if (header_buf[myordering + 1] != -1) {
 313         smpi_mpi_send(header_buf, HEADER_SIZE, MPI_INT, header_buf[myordering + 1],
 314                  tag, comm);
 315       }
 316
 317       /* receive data */
 318
 319       if (0 == -1) {
 320         //if (header_buf[1] == -1) {
 321         request = smpi_mpi_irecv(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
 322         smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
 323         //printf("\t\tnode %d ordering = %d receive data from root\n",rank,myordering);
 324       } else {
 325         for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 326           recv_request_array[i] = smpi_mpi_irecv((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, MPI_ANY_SOURCE,
 327                                                  tag, comm);
 328         }
 329       }
 330
 331       /* send data */
 332       if (header_buf[myordering + 1] != -1) {
 333         for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 334           smpi_mpi_wait(&recv_request_array[i], MPI_STATUS_IGNORE);
 335           send_request_array[i] = smpi_mpi_isend((char *)buf + (i * increment), segment, datatype,
 336                     header_buf[myordering + 1], tag, comm);
 337         }
 338         smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
 339       }else{
 340           smpi_mpi_waitall(pipe_length, recv_request_array, recv_status_array);
 341           }
 342
 343     }
 344
 345     free(send_request_array);
 346     free(recv_request_array);
 347     free(send_status_array);
 348     free(recv_status_array);
 349   }                             /* end pipeline */
 350
 351   /* when count is not divisible by block size, use default BCAST for the remainder */
 352   if ((remainder != 0) && (count > segment)) {
 353     XBT_WARN("MPI_bcast_arrival_pattern_aware use default MPI_bcast.");
 354     smpi_mpi_bcast((char *)buf + (pipe_length * increment), remainder, datatype, root, comm);
 355   }
 356
 357   return MPI_SUCCESS;
 358 }