examples/smpi/NAS/ep.c

   1 #include <stdlib.h>
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <math.h>
   5 #include "smpi/mpi.h"
   6 #include "nas_common.h"
   7 #include "simgrid/instr.h" //TRACE_
   8
   9 char class;
  10 int nprocs;
  11
  12 #define TRUE 1
  13 #define FALSE 0
  14
  15 int main(int argc, char **argv) {
  16   double dum[3] = {1.,1.,1.};
  17   double x1, x2, sx, sy, tm, an, gc;
  18   XBT_ATTRIB_UNUSED double tt;
  19   double Mops;
  20   double epsilon=1.0E-8, a = 1220703125., s=271828183.;
  21   double t1, t2, t3, t4;
  22   double sx_verify_value, sy_verify_value, sx_err, sy_err;
  23
  24   int    m;
  25   int    mk=16;
  26   int    nk = (int)(pow(2,mk)),
  27          nq=10,
  28          np, node, no_nodes, i, ik, kk, l, k, nit, no_large_nodes, np_add, k_offset;
  29   int    verified;
  30   char   size[500]; // mind the size of the string to represent a big number
  31
  32   double *x = (double *) SMPI_SHARED_MALLOC (2*nk*sizeof(double));
  33   double *q = (double *) SMPI_SHARED_MALLOC (nq*sizeof(double));
  34
  35   MPI_Init( &argc, &argv );
  36   MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD, &no_nodes);
  37   MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &node);
  38
  39   TRACE_smpi_set_category ("start");
  40
  41   get_info(argc, argv, &nprocs, &class);
  42   check_info(EP, nprocs, class);
  43
  44   if      (class == 'S')
  45     { m = 24; }
  46   else if (class == 'W')
  47     { m = 25; }
  48   else if (class == 'A')
  49     { m = 28; }
  50   else if (class == 'B')
  51     { m = 30; }
  52   else if (class == 'C')
  53     { m = 32; }
  54   else if (class == 'D')
  55     { m = 36; }
  56   else if (class == 'E')
  57     { m = 40; }
  58   else {
  59     printf("EP: Internal error: invalid class type %c\n", class);
  60     exit(1);
  61   }
  62
  63   int mm = m -mk;
  64   int nn = (int)(pow(2,mm));
  65
  66   int root = 0;
  67   if (node == root ) {
  68     /* Because the size of the problem is too large to store in a 32-bit integer for some classes, we put it into a
  69      * string (for printing). Have to strip off the decimal point put in there by the floating point print statement
  70      * (internal file) */
  71     fprintf(stdout," NAS Parallel Benchmarks 3.2 -- EP Benchmark");
  72     snprintf(size,500,"%lu",(unsigned long)pow(2,m+1));
  73     fprintf(stdout," Number of random numbers generated: %s\n",size);
  74     fprintf(stdout," Number of active processes: %d\n",no_nodes);
  75   }
  76
  77   /* Compute the number of "batches" of random number pairs generated per processor. Adjust if the number of processors
  78    * does not evenly divide the total number  */
  79   np = nn / no_nodes;
  80   no_large_nodes = nn % no_nodes;
  81   if (node < no_large_nodes)
  82     np_add = 1;
  83   else
  84     np_add = 0;
  85   np = np + np_add;
  86
  87   if (np == 0) {
  88     fprintf(stdout,"Too many nodes: %d  %d",no_nodes,nn);
  89     MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,1);
  90     exit(0);
  91   }
  92
  93   /* Call the random number generator functions and initialize the x-array to reduce the effects of paging the timings.
  94    Also, call all mathematical functions that are used. Make sure initializations cannot be eliminated as dead code. */
  95   vranlc(0, dum[0], dum[1], &(dum[2]));
  96
  97   dum[0] = randlc(&(dum[1]),&(dum[2]));
  98   for (i=0;i<2*nk;i++) {
  99     x[i] = -1e99;
 100   }
 101
 102   /* Synchronize before placing time stamp */
 103   MPI_Barrier( MPI_COMM_WORLD );
 104
 105   TRACE_smpi_set_category ("ep");
 106
 107   timer_clear(1);
 108   timer_clear(2);
 109   timer_clear(3);
 110   timer_start(1);
 111
 112   t1 = a;
 113   t1 = vranlc(0, t1, a, x);
 114
 115   /* Compute AN = A ^ (2 * NK) (mod 2^46). */
 116   t1 = a;
 117   for (i=1; i <= mk+1; i++) {
 118     t2 = randlc(&t1, &t1);
 119   }
 120   an = t1;
 121   tt = s;
 122   gc = 0;
 123   tt = 0.;
 124   sx = 0.;
 125   sy = 0.;
 126   for (i=0; i < nq ; i++) {
 127     q[i] = 0.;
 128   }
 129
 130 /* Each instance of this loop may be performed independently. We compute the k offsets separately to take into account
 131  * the fact that some nodes have more numbers to generate than others */
 132   if (np_add == 1)
 133     k_offset = node * np -1;
 134   else
 135     k_offset = no_large_nodes*(np+1) + (node-no_large_nodes)*np -1;
 136
 137   int stop = FALSE;
 138   for(k = 1; k <= np; k++) { SMPI_SAMPLE_GLOBAL(0.25 * np, 0.03) {
 139     stop = FALSE;
 140     kk = k_offset + k ;
 141     t1 = s;
 142     t2 = an;
 143
 144     //       Find starting seed t1 for this kk.
 145     for (i=1;i<=100 && !stop;i++) {
 146       ik = kk / 2;
 147       if (2 * ik != kk)  {
 148         randlc(&t1, &t2);
 149       }
 150       if (ik==0)
 151         stop = TRUE;
 152       else {
 153         randlc(&t2, &t2);
 154         kk = ik;
 155       }
 156     }
 157     //       Compute uniform pseudorandom numbers.
 158
 159     timer_start(3);
 160
 161     t1 = vranlc(2 * nk, t1, a, x);
 162
 163     timer_stop(3);
 164
 165     /* Compute Gaussian deviates by acceptance-rejection method and tally counts in concentric square annuli.
 166      * This loop is not vectorizable. */
 167     timer_start(2);
 168
 169     for(i=1; i<=nk;i++) {
 170       x1 = 2. * x[2*i-2] -1.0;
 171       x2 = 2. * x[2*i-1] - 1.0;
 172       t1 = x1*x1 + x2*x2;
 173       if (t1 <= 1.) {
 174         t2   = sqrt(-2. * log(t1) / t1);
 175         t3   = (x1 * t2);
 176         t4   = (x2 * t2);
 177         l    = (int)(fabs(t3) > fabs(t4) ? fabs(t3) : fabs(t4));
 178         q[l] = q[l] + 1.;
 179         sx   = sx + t3;
 180         sy   = sy + t4;
 181       }
 182     }
 183     timer_stop(2);
 184     } }
 185
 186   TRACE_smpi_set_category ("finalize");
 187
 188   MPI_Allreduce(&sx, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 189   sx = x[0];
 190   MPI_Allreduce(&sy, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 191   sy = x[0];
 192   MPI_Allreduce(q, x, nq, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 193
 194   for(i = 0; i < nq; i++) {
 195     q[i] = x[i];
 196   }
 197   for(i = 0; i < nq; i++) {
 198     gc += q[i];
 199   }
 200
 201   timer_stop(1);
 202   tm = timer_read(1);
 203   MPI_Allreduce(&tm, x, 1, MPI_DOUBLE, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
 204   tm = x[0];
 205
 206   SMPI_SHARED_FREE(x);
 207
 208   if(node == root) {
 209     nit = 0;
 210     verified = TRUE;
 211
 212     if(m == 24) {
 213       sx_verify_value = -3.247834652034740E3;
 214       sy_verify_value = -6.958407078382297E3;
 215     } else if(m == 25) {
 216       sx_verify_value = -2.863319731645753E3;
 217       sy_verify_value = -6.320053679109499E3;
 218     } else if(m == 28) {
 219       sx_verify_value = -4.295875165629892E3;
 220       sy_verify_value = -1.580732573678431E4;
 221     } else if(m == 30) {
 222       sx_verify_value =  4.033815542441498E4;
 223       sy_verify_value = -2.660669192809235E4;
 224     } else if(m == 32) {
 225       sx_verify_value =  4.764367927995374E4;
 226       sy_verify_value = -8.084072988043731E4;
 227     } else if(m == 36) {
 228       sx_verify_value =  1.982481200946593E5;
 229       sy_verify_value = -1.020596636361769E5;
 230     } else {
 231       verified = FALSE;
 232     }
 233
 234     if(verified) {
 235       sx_err = fabs((sx - sx_verify_value)/sx_verify_value);
 236       sy_err = fabs((sy - sy_verify_value)/sy_verify_value);
 237       verified = ((sx_err < epsilon) && (sy_err < epsilon));
 238     }
 239
 240     Mops = (pow(2.0, m+1))/tm/1000;
 241
 242     fprintf(stdout,"EP Benchmark Results:\n");
 243     fprintf(stdout,"CPU Time=%d\n",(int) tm);
 244     fprintf(stdout,"N = 2^%d\n",m);
 245     fprintf(stdout,"No. Gaussain Pairs =%d\n",(int) gc);
 246     fprintf(stdout,"Sum = %f %ld\n",sx,(long) sy);
 247     fprintf(stdout,"Count:");
 248     for(i = 0; i < nq; i++) {
 249       fprintf(stdout,"%d\t %ld\n",i,(long) q[i]);
 250     }
 251     c_print_results("EP", class, m+1, 0, 0, nit, nprocs, no_nodes, tm, Mops, "Random number generated",verified);
 252
 253     fprintf(stdout,"Total time:     %f\n",(timer_read(1)/1000));
 254     fprintf(stdout,"Gaussian pairs: %f\n",(timer_read(2)/1000));
 255     fprintf(stdout,"Random numbers: %f\n",(timer_read(3)/1000));
 256   }
 257
 258   SMPI_SHARED_FREE(q);
 259
 260   MPI_Finalize();
 261   return 0;
 262 }