Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Move all smpi colls to cpp.
[simgrid.git] / src / smpi / colls / bcast-arrival-pattern-aware-wait.cpp
diff --git a/src/smpi/colls/bcast-arrival-pattern-aware-wait.cpp b/src/smpi/colls/bcast-arrival-pattern-aware-wait.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8e33648
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,254 @@
+/* Copyright (c) 2013-2014. The SimGrid Team.
+ * All rights reserved.                                                     */
+
+/* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
+
+#include "colls_private.h"
+
+int bcast_arrival_pattern_aware_wait_segment_size_in_byte = 8192;
+
+#ifndef BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE
+#define BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE 1024
+#endif
+
+#ifndef BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE
+#define BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE 128
+#endif
+
+/* Non-topology-specific pipelined linear-bcast function */
+int smpi_coll_tuned_bcast_arrival_pattern_aware_wait(void *buf, int count,
+                                                     MPI_Datatype datatype,
+                                                     int root, MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status status;
+  MPI_Request request;
+  MPI_Request *send_request_array;
+  MPI_Request *recv_request_array;
+  MPI_Status *send_status_array;
+  MPI_Status *recv_status_array;
+
+
+  MPI_Status temp_status_array[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
+
+  int rank, size;
+  int i, j, k;
+  int tag = -COLL_TAG_BCAST;
+  int will_send[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
+
+  int sent_count;
+  int header_index;
+  int flag_array[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
+  int already_sent[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
+
+  int header_buf[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE];
+  char temp_buf[BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE];
+
+  int max_node = BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE;
+  int header_size = BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_HEADER_SIZE;
+
+  MPI_Aint extent;
+  extent = smpi_datatype_get_extent(datatype);
+
+  /* source and destination */
+  int to, from;
+
+
+
+  rank = smpi_comm_rank(comm);
+  size = smpi_comm_size(comm);
+
+
+  /* segment is segment size in number of elements (not bytes) */
+  int segment = bcast_arrival_pattern_aware_wait_segment_size_in_byte / extent;
+  segment =  segment == 0 ? 1 :segment; 
+  /* pipeline length */
+  int pipe_length = count / segment;
+
+  /* use for buffer offset for sending and receiving data = segment size in byte */
+  int increment = segment * extent;
+
+  /* if the input size is not divisible by segment size => 
+     the small remainder will be done with native implementation */
+  int remainder = count % segment;
+
+  /* if root is not zero send to rank zero first
+     this can be modified to make it faster by using logical src, dst.
+   */
+  if (root != 0) {
+    if (rank == root) {
+      smpi_mpi_send(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
+    } else if (rank == 0) {
+      smpi_mpi_recv(buf, count, datatype, root, tag, comm, &status);
+    }
+  }
+
+
+  /* value == 0 means root has not send data (or header) to the node yet */
+  for (i = 0; i < max_node; i++) {
+    already_sent[i] = 0;
+  }
+
+  /* when a message is smaller than a block size => no pipeline */
+  if (count <= segment) {
+    segment = count;
+    pipe_length = 1;
+  }
+
+  /* start pipeline bcast */
+
+  send_request_array =
+      (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
+  recv_request_array =
+      (MPI_Request *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
+  send_status_array =
+      (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
+  recv_status_array =
+      (MPI_Status *) xbt_malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
+
+  /* root */
+  if (rank == 0) {
+    sent_count = 0;
+    int iteration = 0;
+
+    for (i = 0; i < BCAST_ARRIVAL_PATTERN_AWARE_MAX_NODE; i++)
+      will_send[i] = 0;
+    while (sent_count < (size - 1)) {
+      iteration++;
+
+      /* loop k times to let more processes arrive before start sending data */
+      for (k = 0; k < 3; k++) {
+        for (i = 1; i < size; i++) {
+          if ((already_sent[i] == 0) && (will_send[i] == 0)) {
+            smpi_mpi_iprobe(i, MPI_ANY_TAG, comm, &flag_array[i],
+                       &temp_status_array[i]);
+            if (flag_array[i] == 1) {
+              will_send[i] = 1;
+              smpi_mpi_recv(&temp_buf[i], 1, MPI_CHAR, i, tag, comm,
+                       &status);
+              i = 0;
+            }
+          }
+        }
+      }
+
+      header_index = 0;
+
+      /* recv 1-byte message */
+      for (i = 1; i < size; i++) {
+        /* message arrive */
+        if ((will_send[i] == 1) && (already_sent[i] == 0)) {
+          header_buf[header_index] = i;
+          header_index++;
+          sent_count++;
+
+          /* will send in the next step */
+          already_sent[i] = 1;
+        }
+      }
+
+      /* send header followed by data */
+      if (header_index != 0) {
+        header_buf[header_index] = -1;
+        to = header_buf[0];
+
+        /* send header */
+        smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
+
+        /* send data - pipeline */
+        for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+          send_request_array[i] = smpi_mpi_isend((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
+        }
+        smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
+      }
+
+
+      /* end - send header followed by data */
+      /* randomly MPI_Send to one node */
+      /* this part has been commented out - performance-wise */
+      else if (2 == 3) {
+        /* search for the first node that never received data before */
+        for (i = 0; i < size; i++) {
+          if (i == root)
+            continue;
+          if (already_sent[i] == 0) {
+            header_buf[0] = i;
+            header_buf[1] = -1;
+            to = i;
+
+            smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
+
+            /* still need to chop data so that we can use the same non-root code */
+            for (j = 0; j < pipe_length; j++) {
+              smpi_mpi_send((char *)buf + (j * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
+            }
+          }
+        }
+      }
+    }                           /* end - while (send_count < size-1) loop */
+  }
+
+  /* end - root */
+  /* none root */
+  else {
+
+    /* send 1-byte message to root */
+    smpi_mpi_send(temp_buf, 1, MPI_CHAR, 0, tag, comm);
+
+    /* wait for header forward when required */
+    request = smpi_mpi_irecv(header_buf, header_size, MPI_INT, MPI_ANY_SOURCE, tag, comm);
+    smpi_mpi_wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
+
+    /* search for where it is */
+    int myordering = 0;
+    while (rank != header_buf[myordering]) {
+      myordering++;
+    }
+
+    to = header_buf[myordering + 1];
+    if (myordering == 0) {
+      from = 0;
+    } else {
+      from = header_buf[myordering - 1];
+    }
+
+    /* send header when required */
+    if (to != -1) {
+      smpi_mpi_send(header_buf, header_size, MPI_INT, to, tag, comm);
+    }
+
+    /* receive data */
+
+    for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+      recv_request_array[i] = smpi_mpi_irecv((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, from, tag, comm);
+    }
+
+    /* forward data */
+    if (to != -1) {
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        smpi_mpi_wait(&recv_request_array[i], MPI_STATUS_IGNORE);
+        send_request_array[i] = smpi_mpi_isend((char *)buf + (i * increment), segment, datatype, to, tag, comm);
+      }
+      smpi_mpi_waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
+    }
+
+    /* recv only */
+    else {
+      smpi_mpi_waitall((pipe_length), recv_request_array, recv_status_array);
+    }
+  }
+
+  free(send_request_array);
+  free(recv_request_array);
+  free(send_status_array);
+  free(recv_status_array);
+  /* end pipeline */
+
+  /* when count is not divisible by block size, use default BCAST for the remainder */
+  if ((remainder != 0) && (count > segment)) {
+    XBT_WARN("MPI_bcast_arrival_pattern_aware_wait use default MPI_bcast.");             
+    smpi_mpi_bcast((char *)buf + (pipe_length * increment), remainder, datatype, root, comm);
+  }
+
+  return MPI_SUCCESS;
+}