src/smpi/colls/allreduce-smp-rsag-rab.c

   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 /*
   8  * implemented by Pitch Patarasuk, 07/01/2007
   9  */
  10 #include "colls_private.h"
  11 //#include <star-reduction.c>
  12
  13
  14 /*
  15 This fucntion performs all-reduce operation as follow.
  16 1) binomial_tree reduce inside each SMP node
  17 2) reduce-scatter -inter between root of each SMP node
  18 3) allgather - inter between root of each SMP node
  19 4) binomial_tree bcast inside each SMP node
  20 */
  21 int smpi_coll_tuned_allreduce_smp_rsag_rab(void *sbuf, void *rbuf, int count,
  22                                            MPI_Datatype dtype, MPI_Op op,
  23                                            MPI_Comm comm)
  24 {
  25   int comm_size, rank;
  26   void *tmp_buf;
  27   int tag = COLL_TAG_ALLREDUCE;
  28   int mask, src, dst;
  29   MPI_Status status;
  30   if(smpi_comm_get_leaders_comm(comm)==MPI_COMM_NULL){
  31     smpi_comm_init_smp(comm);
  32   }
  33   int num_core=1;
  34   if (smpi_comm_is_uniform(comm)){
  35     num_core = smpi_comm_size(smpi_comm_get_intra_comm(comm));
  36   }
  37
  38   comm_size = smpi_comm_size(comm);
  39
  40   if((comm_size&(comm_size-1)))
  41     THROWF(arg_error,0, "allreduce smp rsag rab algorithm can't be used with non power of two number of processes ! ");
  42
  43   rank = smpi_comm_rank(comm);
  44   MPI_Aint extent;
  45   extent = smpi_datatype_get_extent(dtype);
  46   tmp_buf = (void *) xbt_malloc(count * extent);
  47
  48   int intra_rank, inter_rank;
  49   intra_rank = rank % num_core;
  50   inter_rank = rank / num_core;
  51
  52   //printf("node %d intra_rank = %d, inter_rank = %d\n", rank, intra_rank, inter_rank);
  53
  54   int inter_comm_size = (comm_size + num_core - 1) / num_core;
  55
  56   smpi_mpi_sendrecv(sbuf, count, dtype, rank, tag,
  57                rbuf, count, dtype, rank, tag, comm, &status);
  58
  59   // SMP_binomial_reduce
  60   mask = 1;
  61   while (mask < num_core) {
  62     if ((mask & intra_rank) == 0) {
  63       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank | mask);
  64       //      if (src < ((inter_rank + 1) * num_core)) {
  65       if (src < comm_size) {
  66         smpi_mpi_recv(tmp_buf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
  67         smpi_op_apply(op, tmp_buf, rbuf, &count, &dtype);
  68         //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
  69       }
  70     } else {
  71
  72       dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank & (~mask));
  73       smpi_mpi_send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
  74       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
  75       break;
  76     }
  77     mask <<= 1;
  78   }
  79
  80
  81   // INTER: reduce-scatter
  82   if (intra_rank == 0) {
  83
  84     int dst, base_offset, send_base_offset, recv_base_offset, recv_chunk;
  85     int curr_count, i, recv_offset, send_offset;
  86
  87     // reduce-scatter
  88
  89     recv_chunk = extent * count / (comm_size / num_core);
  90
  91     mask = 1;
  92     curr_count = count / 2;
  93     int phase = 0;
  94     base_offset = 0;
  95
  96     while (mask < (comm_size / num_core)) {
  97       dst = inter_rank ^ mask;
  98
  99       // compute offsets
 100       // right-handside
 101       if (inter_rank & mask) {
 102         recv_base_offset = base_offset + curr_count;
 103         send_base_offset = base_offset;
 104         base_offset = recv_base_offset;
 105       }
 106       // left-handside
 107       else {
 108         recv_base_offset = base_offset;
 109         send_base_offset = base_offset + curr_count;
 110       }
 111       send_offset = send_base_offset * extent;
 112       recv_offset = recv_base_offset * extent;
 113
 114       //      if (rank==7)
 115       //      printf("node %d send to %d in phase %d s_offset = %d r_offset = %d count = %d\n",rank,dst,phase, send_offset, recv_offset, curr_count);
 116
 117       smpi_mpi_sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 118                    tmp_buf, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 119                    comm, &status);
 120
 121       smpi_op_apply(op, tmp_buf, (char *)rbuf + recv_offset, &curr_count, &dtype);
 122
 123       mask *= 2;
 124       curr_count /= 2;
 125       phase++;
 126     }
 127
 128
 129     // INTER: allgather
 130
 131     int size = (comm_size / num_core) / 2;
 132     base_offset = 0;
 133     mask = 1;
 134     while (mask < (comm_size / num_core)) {
 135       if (inter_rank & mask) {
 136         base_offset += size;
 137       }
 138       mask <<= 1;
 139       size /= 2;
 140     }
 141
 142     curr_count *= 2;
 143     mask >>= 1;
 144     i = 1;
 145     phase = 0;
 146     while (mask >= 1) {
 147       // destination pair for both send and recv
 148       dst = inter_rank ^ mask;
 149
 150       // compute offsets
 151       send_base_offset = base_offset;
 152       if (inter_rank & mask) {
 153         recv_base_offset = base_offset - i;
 154         base_offset -= i;
 155       } else {
 156         recv_base_offset = base_offset + i;
 157       }
 158       send_offset = send_base_offset * recv_chunk;
 159       recv_offset = recv_base_offset * recv_chunk;
 160
 161       //      if (rank==7)
 162       //printf("node %d send to %d in phase %d s_offset = %d r_offset = %d count = %d\n",rank,dst,phase, send_offset, recv_offset, curr_count);
 163
 164       smpi_mpi_sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 165                    (char *)rbuf + recv_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 166                    comm, &status);
 167
 168
 169       curr_count *= 2;
 170       i *= 2;
 171       mask >>= 1;
 172       phase++;
 173     }
 174
 175
 176   }                             // INTER
 177
 178   // intra SMP binomial bcast
 179
 180   int num_core_in_current_smp = num_core;
 181   if (inter_rank == (inter_comm_size - 1)) {
 182     num_core_in_current_smp = comm_size - (inter_rank * num_core);
 183   }
 184   //  printf("Node %d num_core = %d\n",rank, num_core_in_current_smp);
 185   mask = 1;
 186   while (mask < num_core_in_current_smp) {
 187     if (intra_rank & mask) {
 188       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank - mask);
 189       //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
 190       smpi_mpi_recv(rbuf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
 191       break;
 192     }
 193     mask <<= 1;
 194   }
 195
 196   mask >>= 1;
 197   //printf("My rank = %d my mask = %d\n", rank,mask);
 198
 199   while (mask > 0) {
 200     dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank + mask);
 201     if (dst < comm_size) {
 202       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
 203       smpi_mpi_send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
 204     }
 205     mask >>= 1;
 206   }
 207
 208
 209   free(tmp_buf);
 210   return MPI_SUCCESS;
 211 }