src/smpi/colls/bcast/bcast-NTSB.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2023. 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 int bcast_NTSB_segment_size_in_byte = 8192;
  10 namespace simgrid::smpi {
  11 int bcast__NTSB(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype,
  12                 int root, MPI_Comm comm)
  13 {
  14   int tag = COLL_TAG_BCAST;
  15   MPI_Status status;
  16   int rank, size;
  17   int i;
  18
  19   MPI_Aint extent;
  20   extent = datatype->get_extent();
  21
  22   rank = comm->rank();
  23   size = comm->size();
  24
  25   /* source node and destination nodes (same through out the functions) */
  26   int from = (rank - 1) / 2;
  27   int to_left = rank * 2 + 1;
  28   int to_right = rank * 2 + 2;
  29   if (to_left >= size)
  30     to_left = -1;
  31   if (to_right >= size)
  32     to_right = -1;
  33
  34   /* segment is segment size in number of elements (not bytes) */
  35   int segment = bcast_NTSB_segment_size_in_byte / extent;
  36   segment =  segment == 0 ? 1 :segment;
  37   /* pipeline length */
  38   int pipe_length = count / segment;
  39
  40   /* use for buffer offset for sending and receiving data = segment size in byte */
  41   int increment = segment * extent;
  42
  43   /* if the input size is not divisible by segment size =>
  44      the small remainder will be done with native implementation */
  45   int remainder = count % segment;
  46
  47   /* if root is not zero send to rank zero first */
  48   if (root != 0) {
  49     if (rank == root) {
  50       Request::send(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
  51     } else if (rank == 0) {
  52       Request::recv(buf, count, datatype, root, tag, comm, &status);
  53     }
  54   }
  55
  56   /* when a message is smaller than a block size => no pipeline */
  57   if (count <= segment) {
  58
  59     /* case: root */
  60     if (rank == 0) {
  61       /* case root has only a left child */
  62       if (to_right == -1) {
  63         Request::send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
  64       }
  65       /* case root has both left and right children */
  66       else {
  67         Request::send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
  68         Request::send(buf, count, datatype, to_right, tag, comm);
  69       }
  70     }
  71
  72     /* case: leaf ==> receive only */
  73     else if (to_left == -1) {
  74       Request::recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
  75     }
  76
  77     /* case: intermediate node with only left child ==> relay message */
  78     else if (to_right == -1) {
  79       Request::recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
  80       Request::send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
  81     }
  82
  83     /* case: intermediate node with both left and right children ==> relay message */
  84     else {
  85       Request::recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
  86       Request::send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
  87       Request::send(buf, count, datatype, to_right, tag, comm);
  88     }
  89     return MPI_SUCCESS;
  90   }
  91   // pipelining
  92   else {
  93
  94     auto* send_request_array = new MPI_Request[2 * (size + pipe_length)];
  95     auto* recv_request_array = new MPI_Request[size + pipe_length];
  96     auto* send_status_array  = new MPI_Status[2 * (size + pipe_length)];
  97     auto* recv_status_array  = new MPI_Status[size + pipe_length];
  98
  99     /* case: root */
 100     if (rank == 0) {
 101       /* case root has only a left child */
 102       if (to_right == -1) {
 103         for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 104           send_request_array[i] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
 105                     tag + i, comm);
 106         }
 107         Request::waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
 108       }
 109       /* case root has both left and right children */
 110       else {
 111         for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 112           send_request_array[i] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
 113                     tag + i, comm);
 114           send_request_array[i + pipe_length] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_right,
 115                     tag + i, comm);
 116         }
 117         Request::waitall((2 * pipe_length), send_request_array, send_status_array);
 118       }
 119     }
 120
 121     /* case: leaf ==> receive only */
 122     else if (to_left == -1) {
 123       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 124         recv_request_array[i] = Request::irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
 125                   tag + i, comm);
 126       }
 127       Request::waitall((pipe_length), recv_request_array, recv_status_array);
 128     }
 129
 130     /* case: intermediate node with only left child ==> relay message */
 131     else if (to_right == -1) {
 132       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 133         recv_request_array[i] = Request::irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
 134                   tag + i, comm);
 135       }
 136       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 137         Request::wait(&recv_request_array[i], &status);
 138         send_request_array[i] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
 139                   tag + i, comm);
 140       }
 141       Request::waitall(pipe_length, send_request_array, send_status_array);
 142
 143     }
 144     /* case: intermediate node with both left and right children ==> relay message */
 145     else {
 146       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 147         recv_request_array[i] = Request::irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
 148                   tag + i, comm);
 149       }
 150       for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
 151         Request::wait(&recv_request_array[i], &status);
 152         send_request_array[i] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
 153                   tag + i, comm);
 154         send_request_array[i + pipe_length] = Request::isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_right,
 155                   tag + i, comm);
 156       }
 157       Request::waitall((2 * pipe_length), send_request_array, send_status_array);
 158     }
 159
 160     delete[] send_request_array;
 161     delete[] recv_request_array;
 162     delete[] send_status_array;
 163     delete[] recv_status_array;
 164   }                             /* end pipeline */
 165
 166   if ((remainder != 0) && (count > segment)) {
 167     XBT_INFO("MPI_bcast_NTSB: count is not divisible by block size, use default MPI_bcast for remainder.");
 168     colls::bcast((char*)buf + (pipe_length * increment), remainder, datatype, root, comm);
 169   }
 170
 171   return MPI_SUCCESS;
 172 }
 173
 174 } // namespace simgrid::smpi