Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
8e33648fc8a8aafcc86c9334cef5e49ce027473d
[simgrid.git] / src / smpi / colls / bcast-arrival-pattern-aware-wait.cpp
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 #include "colls_private.h"
8
9 int bcast_arrival_pattern_aware_wait_segment_size_in_byte = 8192;
10
11 #ifndef BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE
12 #define BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE 1024
13 #endif
14
15 #ifndef BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE
16 #define BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE 128
17 #endif
18
19 /* Non-topology-specific pipelined linear-bcast function */
20 int smpi_coll_tuned_bcast_arrival_pattern_aware_wait(void *buf, int count,
21                                                      MPI_Datatype datatype,
22                                                      int root, MPI_Comm comm)
23 {
24   MPI_Status status;
25   MPI_Request request;
26   MPI_Request *send_request_array;
27   MPI_Request *recv_request_array;
28   MPI_Status *send_status_array;
29   MPI_Status *recv_status_array;
30
31
32   MPI_Status temp_status_array[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
33
34   int rank, size;
35   int i, j, k;
36   int tag = -COLL_TAG_BCAST;
37   int will_send[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
38
39   int sent_count;
40   int header_index;
41   int flag_array[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
42   int already_sent[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
43
44   int header_buf[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE];
45   char temp_buf[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
46
47   int max_node = BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE;
48   int header_size = BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE;
49
50   MPI_Aint extent;
51   extent = smpi_datatype_get_extent(datatype);
52
53   /* source and destination */
54   int to, from;
55
56
57
58   rank = smpi_comm_rank(comm);
59   size = smpi_comm_size(comm);
60
61
62   /* segment is segment size in number of elements (not bytes) */
63   int segment = bcast_arrival_pattern_aware_wait_segment_size_in_byte / extent;
64   segment =  segment == 0 ? 1 :segment; 
65   /* pipeline length */
66   int pipe_length = count / segment;
67
68   /* use for buffer offset for sending and receiving data = segment size in byte */
69   int increment = segment * extent;
70
71   /* if the input size is not divisible by segment size => 
72      the small remainder will be done with native implementation */
73   int remainder = count % segment;
74
75   /* if root is not zero send to rank zero first
76      this can be modified to make it faster by using logical src, dst.
77    */
78   if (root != 0) {
79     if (rank == root) {
80       smpi_mpi_send(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
81     } else if (rank == 0) {
82       smpi_mpi_recv(buf, count, datatype, root, tag, comm, &status);
83     }
84   }
85
86
87   /* value == 0 means root has not send data (or header) to the node yet */
88   for (i = 0; i < max_node; i++) {
89     already_sent[i] = 0;
90   }
91
92   /* when a message is smaller than a block size => no pipeline */
93   if (count <= segment) {
94     segment = count;
95     pipe_length = 1;
96   }
97
98   /* start pipeline bcast */
99
100   send_request_array =
101       (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
102   recv_request_array =
103       (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
104   send_status_array =
105       (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
106   recv_status_array =
107       (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
108
109   /* root */
110   if (rank == 0) {
111     sent_count = 0;
112     int iteration = 0;
113
114     for (i = 0; i < BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE; i++)
115       will_send[i] = 0;
116     while (sent_count < (size - 1)) {
117       iteration++;
118
119       /* loop k times to let more processes arrive before start sending data */
120       for (k = 0; k < 3; k++) {
121         for (i = 1; i < size; i++) {
122           if ((already_sent[i] == 0) && (will_send[i] == 0)) {
123             smpi_mpi_iprobe(i, MPI_ANY_TAG, comm, &flag_array[i],
124                        &temp_status_array[i]);
125             if (flag_array[i] == 1) {
126               will_send[i] = 1;
127               smpi_mpi_recv(&temp_buf[i], 1, MPI_CHAR, i, tag, comm,
128                        &status);
129               i = 0;
130             }
131           }
132         }
133       }
134
135       header_index = 0;
136
137       /* recv 1-byte message */
138       for (i = 1; i < size; i++) {
139         /* message arrive */
140         if ((will_send[i] == 1) && (already_sent[i] == 0)) {
141           header_buf[header_index] = i;
142           header_index++;
143           sent_count++;
144
145           /* will send in the next step */
146           already_sent[i] = 1;
147         }
148       }
149
150       /* send header followed by data */
151       if (header_index != 0) {
152         header_buf[header_index] = -1;
153         to = header_buf[0];
154
155         /* send header */
156         smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
157
158         /* send data - pipeline */
159         for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
160           send_request_array[i] = smpi_mpi_isend((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
161         }
162         smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
163       }
164
165
166       /* end - send header followed by data */
167       /* randomly MPI_Send to one node */
168       /* this part has been commented out - performance-wise */
169       else if (2 == 3) {
170         /* search for the first node that never received data before */
171         for (i = 0; i < size; i++) {
172           if (i == root)
173             continue;
174           if (already_sent[i] == 0) {
175             header_buf[0] = i;
176             header_buf[1] = -1;
177             to = i;
178
179             smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
180
181             /* still need to chop data so that we can use the same non-root code */
182             for (j = 0; j < pipe_length; j++) {
183               smpi_mpi_send((char *)buf + (j * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
184             }
185           }
186         }
187       }
188     }                           /* end - while (send_count < size-1) loop */
189   }
190
191   /* end - root */
192   /* none root */
193   else {
194
195     /* send 1-byte message to root */
196     smpi_mpi_send(temp_buf, 1, MPI_CHAR, 0, tag, comm);
197
198     /* wait for header forward when required */
199     request = smpi_mpi_irecv(header_buf, header_size, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE, tag, comm);
200     smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
201
202     /* search for where it is */
203     int myordering = 0;
204     while (rank != header_buf[myordering]) {
205       myordering++;
206     }
207
208     to = header_buf[myordering + 1];
209     if (myordering == 0) {
210       from = 0;
211     } else {
212       from = header_buf[myordering - 1];
213     }
214
215     /* send header when required */
216     if (to != -1) {
217       smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
218     }
219
220     /* receive data */
221
222     for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
223       recv_request_array[i] = smpi_mpi_irecv((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, from, tag, comm);
224     }
225
226     /* forward data */
227     if (to != -1) {
228       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
229         smpi_mpi_wait(&recv_request_array[i], MPI_STATUS_IGNORE);
230         send_request_array[i] = smpi_mpi_isend((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
231       }
232       smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
233     }
234
235     /* recv only */
236     else {
237       smpi_mpi_waitall((pipe_length), recv_request_array, recv_status_array);
238     }
239   }
240
241   free(send_request_array);
242   free(recv_request_array);
243   free(send_status_array);
244   free(recv_status_array);
245   /* end pipeline */
246
247   /* when count is not divisible by block size, use default BCAST for the remainder */
248   if ((remainder != 0) && (count > segment)) {
249     XBT_WARN("MPI_bcast_arrival_pattern_aware_wait use default MPI_bcast.");              
250     smpi_mpi_bcast((char *)buf + (pipe_length * increment), remainder, datatype, root, comm);
251   }
252
253   return MPI_SUCCESS;
254 }