src/smpi/colls/alltoall/alltoall-2dmesh.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2022. 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 #include <cmath>
   9
  10 /*****************************************************************************
  11
  12  * Function: alltoall_2dmesh_shoot
  13
  14  * Return: int
  15
  16  * Inputs:
  17     send_buff: send input buffer
  18     send_count: number of elements to send
  19     send_type: data type of elements being sent
  20     recv_buff: receive output buffer
  21     recv_count: number of elements to received
  22     recv_type: data type of elements being received
  23     comm: communicator
  24
  25  * Descrp: Function realizes the alltoall operation using the 2dmesh
  26            algorithm. It actually performs allgather operation in x dimension
  27            then in the y dimension. Each node then extracts the needed data.
  28            The communication in each dimension follows "simple."
  29
  30  * Author: Ahmad Faraj
  31
  32 ****************************************************************************/
  33 static int alltoall_check_is_2dmesh(int num, int *i, int *j)
  34 {
  35   int x, max = num / 2;
  36   x = sqrt(double(num));
  37
  38   while (x <= max) {
  39     if ((num % x) == 0) {
  40       *i = x;
  41       *j = num / x;
  42
  43       if (*i > *j) {
  44         x = *i;
  45         *i = *j;
  46         *j = x;
  47       }
  48
  49       return 1;
  50     }
  51     x++;
  52   }
  53   return 0;
  54 }
  55 namespace simgrid{
  56 namespace smpi{
  57
  58 int alltoall__2dmesh(const void *send_buff, int send_count,
  59                      MPI_Datatype send_type,
  60                      void *recv_buff, int recv_count,
  61                      MPI_Datatype recv_type, MPI_Comm comm)
  62 {
  63   MPI_Status s;
  64   MPI_Aint extent;
  65
  66   int i, j, src, dst, rank, num_procs, count, num_reqs;
  67   int X, Y, send_offset, recv_offset;
  68   int my_row_base, my_col_base, src_row_base, block_size;
  69   int tag = COLL_TAG_ALLTOALL;
  70
  71   rank = comm->rank();
  72   num_procs = comm->size();
  73   extent = send_type->get_extent();
  74
  75   if (not alltoall_check_is_2dmesh(num_procs, &X, &Y))
  76     return MPI_ERR_OTHER;
  77
  78   my_row_base = (rank / Y) * Y;
  79   my_col_base = rank % Y;
  80
  81   block_size = extent * send_count;
  82
  83   unsigned char* tmp_buff1 = smpi_get_tmp_sendbuffer(block_size * num_procs * Y);
  84   unsigned char* tmp_buff2 = smpi_get_tmp_recvbuffer(block_size * Y);
  85
  86   num_reqs = X;
  87   if (Y > X)
  88     num_reqs = Y;
  89
  90   auto* statuses       = new MPI_Status[num_reqs];
  91   auto* reqs           = new MPI_Request[num_reqs];
  92   MPI_Request* req_ptr = reqs;
  93
  94   count = send_count * num_procs;
  95
  96   for (i = 0; i < Y; i++) {
  97     src = i + my_row_base;
  98     if (src == rank)
  99       continue;
 100
 101     recv_offset = (src % Y) * block_size * num_procs;
 102     *(req_ptr++) = Request::irecv(tmp_buff1 + recv_offset, count, recv_type, src, tag, comm);
 103   }
 104
 105   for (i = 0; i < Y; i++) {
 106     dst = i + my_row_base;
 107     if (dst == rank)
 108       continue;
 109     Request::send(send_buff, count, send_type, dst, tag, comm);
 110   }
 111
 112   Request::waitall(Y - 1, reqs, statuses);
 113   req_ptr = reqs;
 114
 115   for (i = 0; i < Y; i++) {
 116     send_offset = (rank * block_size) + (i * block_size * num_procs);
 117     recv_offset = (my_row_base * block_size) + (i * block_size);
 118
 119     if (i + my_row_base == rank)
 120       Request::sendrecv((char *) send_buff + recv_offset, send_count, send_type,
 121                    rank, tag,
 122                    (char *) recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type,
 123                    rank, tag, comm, &s);
 124
 125     else
 126       Request::sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
 127                    rank, tag,
 128                    (char *) recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type,
 129                    rank, tag, comm, &s);
 130   }
 131
 132
 133   for (i = 0; i < X; i++) {
 134     src = (i * Y + my_col_base);
 135     if (src == rank)
 136       continue;
 137     src_row_base = (src / Y) * Y;
 138
 139     *(req_ptr++) = Request::irecv((char *) recv_buff + src_row_base * block_size, recv_count * Y,
 140               recv_type, src, tag, comm);
 141   }
 142
 143   for (i = 0; i < X; i++) {
 144     dst = (i * Y + my_col_base);
 145     if (dst == rank)
 146       continue;
 147
 148     recv_offset = 0;
 149     for (j = 0; j < Y; j++) {
 150       send_offset = (dst + j * num_procs) * block_size;
 151
 152       if (j + my_row_base == rank)
 153         Request::sendrecv((char *) send_buff + dst * block_size, send_count,
 154                      send_type, rank, tag, tmp_buff2 + recv_offset, recv_count,
 155                      recv_type, rank, tag, comm, &s);
 156       else
 157         Request::sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
 158                      rank, tag,
 159                      tmp_buff2 + recv_offset, recv_count, recv_type,
 160                      rank, tag, comm, &s);
 161
 162       recv_offset += block_size;
 163     }
 164
 165     Request::send(tmp_buff2, send_count * Y, send_type, dst, tag, comm);
 166   }
 167   Request::waitall(X - 1, reqs, statuses);
 168   delete[] reqs;
 169   delete[] statuses;
 170   smpi_free_tmp_buffer(tmp_buff1);
 171   smpi_free_tmp_buffer(tmp_buff2);
 172   return MPI_SUCCESS;
 173 }
 174 }
 175 }