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

   1 /* Copyright (c) 2013-2019. 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.hpp"
  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 namespace simgrid{
  22 namespace smpi{
  23 int Coll_allreduce_smp_rsag_rab::allreduce(const void *sbuf, void *rbuf, int count,
  24                                            MPI_Datatype dtype, MPI_Op op,
  25                                            MPI_Comm comm)
  26 {
  27   int comm_size, rank;
  28   int tag = COLL_TAG_ALLREDUCE;
  29   int mask, src, dst;
  30   MPI_Status status;
  31   if(comm->get_leaders_comm()==MPI_COMM_NULL){
  32     comm->init_smp();
  33   }
  34   int num_core=1;
  35   if (comm->is_uniform()){
  36     num_core = comm->get_intra_comm()->size();
  37   }
  38
  39   comm_size = comm->size();
  40
  41   if((comm_size&(comm_size-1)))
  42     THROWF(arg_error,0, "allreduce smp rsag rab algorithm can't be used with non power of two number of processes ! ");
  43
  44   rank = comm->rank();
  45   MPI_Aint extent;
  46   extent = dtype->get_extent();
  47   unsigned char* tmp_buf = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * extent);
  48
  49   int intra_rank, inter_rank;
  50   intra_rank = rank % num_core;
  51   inter_rank = rank / num_core;
  52
  53   //printf("node %d intra_rank = %d, inter_rank = %d\n", rank, intra_rank, inter_rank);
  54
  55   int inter_comm_size = (comm_size + num_core - 1) / num_core;
  56
  57   Request::sendrecv(sbuf, count, dtype, rank, tag,
  58                rbuf, count, dtype, rank, tag, comm, &status);
  59
  60   // SMP_binomial_reduce
  61   mask = 1;
  62   while (mask < num_core) {
  63     if ((mask & intra_rank) == 0) {
  64       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank | mask);
  65       //      if (src < ((inter_rank + 1) * num_core)) {
  66       if (src < comm_size) {
  67         Request::recv(tmp_buf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
  68         if(op!=MPI_OP_NULL) op->apply( tmp_buf, rbuf, &count, dtype);
  69         //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
  70       }
  71     } else {
  72
  73       dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank & (~mask));
  74       Request::send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
  75       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
  76       break;
  77     }
  78     mask <<= 1;
  79   }
  80
  81
  82   // INTER: reduce-scatter
  83   if (intra_rank == 0) {
  84
  85     int dst, base_offset, send_base_offset, recv_base_offset, recv_chunk;
  86     int curr_count, i, recv_offset, send_offset;
  87
  88     // reduce-scatter
  89
  90     recv_chunk = extent * count / (comm_size / num_core);
  91
  92     mask = 1;
  93     curr_count = count / 2;
  94     int phase = 0;
  95     base_offset = 0;
  96
  97     while (mask < (comm_size / num_core)) {
  98       dst = inter_rank ^ mask;
  99
 100       // compute offsets
 101       // right-handside
 102       if (inter_rank & mask) {
 103         recv_base_offset = base_offset + curr_count;
 104         send_base_offset = base_offset;
 105         base_offset = recv_base_offset;
 106       }
 107       // left-handside
 108       else {
 109         recv_base_offset = base_offset;
 110         send_base_offset = base_offset + curr_count;
 111       }
 112       send_offset = send_base_offset * extent;
 113       recv_offset = recv_base_offset * extent;
 114
 115       //      if (rank==7)
 116       //      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);
 117
 118       Request::sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 119                    tmp_buf, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 120                    comm, &status);
 121
 122       if(op!=MPI_OP_NULL) op->apply( tmp_buf, (char *)rbuf + recv_offset, &curr_count, dtype);
 123
 124       mask *= 2;
 125       curr_count /= 2;
 126       phase++;
 127     }
 128
 129
 130     // INTER: allgather
 131
 132     int size = (comm_size / num_core) / 2;
 133     base_offset = 0;
 134     mask = 1;
 135     while (mask < (comm_size / num_core)) {
 136       if (inter_rank & mask) {
 137         base_offset += size;
 138       }
 139       mask <<= 1;
 140       size /= 2;
 141     }
 142
 143     curr_count *= 2;
 144     mask >>= 1;
 145     i = 1;
 146     phase = 0;
 147     while (mask >= 1) {
 148       // destination pair for both send and recv
 149       dst = inter_rank ^ mask;
 150
 151       // compute offsets
 152       send_base_offset = base_offset;
 153       if (inter_rank & mask) {
 154         recv_base_offset = base_offset - i;
 155         base_offset -= i;
 156       } else {
 157         recv_base_offset = base_offset + i;
 158       }
 159       send_offset = send_base_offset * recv_chunk;
 160       recv_offset = recv_base_offset * recv_chunk;
 161
 162       //      if (rank==7)
 163       //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);
 164
 165       Request::sendrecv((char *)rbuf + send_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 166                    (char *)rbuf + recv_offset, curr_count, dtype, (dst * num_core), tag,
 167                    comm, &status);
 168
 169
 170       curr_count *= 2;
 171       i *= 2;
 172       mask >>= 1;
 173       phase++;
 174     }
 175
 176
 177   }                             // INTER
 178
 179   // intra SMP binomial bcast
 180
 181   int num_core_in_current_smp = num_core;
 182   if (inter_rank == (inter_comm_size - 1)) {
 183     num_core_in_current_smp = comm_size - (inter_rank * num_core);
 184   }
 185   //  printf("Node %d num_core = %d\n",rank, num_core_in_current_smp);
 186   mask = 1;
 187   while (mask < num_core_in_current_smp) {
 188     if (intra_rank & mask) {
 189       src = (inter_rank * num_core) + (intra_rank - mask);
 190       //printf("Node %d recv from node %d when mask is %d\n", rank, src, mask);
 191       Request::recv(rbuf, count, dtype, src, tag, comm, &status);
 192       break;
 193     }
 194     mask <<= 1;
 195   }
 196
 197   mask >>= 1;
 198   //printf("My rank = %d my mask = %d\n", rank,mask);
 199
 200   while (mask > 0) {
 201     dst = (inter_rank * num_core) + (intra_rank + mask);
 202     if (dst < comm_size) {
 203       //printf("Node %d send to node %d when mask is %d\n", rank, dst, mask);
 204       Request::send(rbuf, count, dtype, dst, tag, comm);
 205     }
 206     mask >>= 1;
 207   }
 208
 209
 210   smpi_free_tmp_buffer(tmp_buf);
 211   return MPI_SUCCESS;
 212 }
 213 }
 214 }