Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Add collectives for allgather, allreduce, bcast and reduce
[simgrid.git] / src / smpi / colls / allgather-2dmesh.c
diff --git a/src/smpi/colls/allgather-2dmesh.c b/src/smpi/colls/allgather-2dmesh.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8fa5d40
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,193 @@
+#include "colls.h"
+
+/*****************************************************************************
+
+Copyright (c) 2006, Ahmad Faraj & Xin Yuan,
+All rights reserved.
+
+Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+modification, are permitted provided that the following conditions are met:
+
+  * Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
+    this list of conditions and the following disclaimer.
+
+  * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
+    this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
+    and/or other materials provided with the distribution.
+
+  * Neither the name of the Florida State University nor the names of its
+    contributors may be used to endorse or promote products derived from this
+    software without specific prior written permission.
+
+THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" AND
+ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
+WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
+DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
+ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
+(INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
+LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON
+ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
+(INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
+SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+
+  *************************************************************************
+  *     Any results obtained from executing this software require the     *
+  *     acknowledgment and citation of the software and its owners.       *
+  *     The full citation is given below:                                 *
+  *                                                                       *
+  *     A. Faraj and X. Yuan. "Automatic Generation and Tuning of MPI     *
+  *     Collective Communication Routines." The 19th ACM International    *
+  *     Conference on Supercomputing (ICS), Cambridge, Massachusetts,     *
+  *     June 20-22, 2005.                                                 *
+  *************************************************************************
+
+*****************************************************************************/
+
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: is_2dmesh
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+     num: the number of processors in a communicator
+     i: x dimension
+     j: y dimension
+
+ * Descp: takes a number and tries to find a factoring of x, y mesh out of it
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+ ****************************************************************************/
+#ifndef TWOD
+#define TWOD
+static int is_2dmesh(int num, int *i, int *j)
+{
+  int x, max = num / 2;
+  x = sqrt(num);
+
+  while (x <= max) {
+    if ((num % x) == 0) {
+      *i = x;
+      *j = num / x;
+
+      if (*i > *j) {
+        x = *i;
+        *i = *j;
+        *j = x;
+      }
+
+      return 1;
+    }
+    x++;
+  }
+  return 0;
+}
+#endif
+/*****************************************************************************
+ * Function: allgather_2dmesh_shoot
+ * return: int
+ * send_buff: send input buffer
+ * send_count: number of elements to send
+ * send_type: data type of elements being sent
+ * recv_buff: receive output buffer
+ * recv_count: number of elements to received
+ * recv_type: data type of elements being received
+ * comm: communication
+ * Descrp: Function realizes the allgather operation using the 2dmesh
+ * algorithm. Allgather ommunication occurs first in the x dimension then in
+ * the y dimension.  The communication in each dimension follows 
+ * "simple"
+ * Auther: Ahmad Faraj
+****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_allgather_2dmesh(void *send_buff, int send_count, MPI_Datatype
+                                 send_type, void *recv_buff, int recv_count,
+                                 MPI_Datatype recv_type, MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Request *req, *req_ptr;
+  MPI_Aint extent;
+
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int X, Y, send_offset, recv_offset;
+  int my_row_base, my_col_base, src_row_base, block_size, num_reqs;
+  int success = 0;
+  int failure = 1;
+  int tag = 1;
+
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+
+  MPI_Type_extent(send_type, &extent);
+
+  block_size = extent * send_count;
+
+  is_2dmesh(num_procs, &X, &Y);
+  my_row_base = (rank / Y) * Y;
+  my_col_base = rank % Y;
+
+  num_reqs = X;
+  if (Y > X)
+    num_reqs = Y;
+
+  req = (MPI_Request *) malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Request));
+  if (!req) {
+    printf("allgather-2dmesh-shoot.c:85: cannot allocate memory\n");
+    MPI_Finalize();
+    exit(failure);
+  }
+
+  req_ptr = req;
+
+  // do local allgather/local copy 
+  recv_offset = rank * block_size;
+  MPIR_Localcopy(send_buff, send_count, send_type, (char *)recv_buff + recv_offset,
+                 recv_count, recv_type);
+
+  // do row-wise comm
+  for (i = 0; i < Y; i++) {
+    src = i + my_row_base;
+    if (src == rank)
+      continue;
+    recv_offset = src * block_size;
+    MPIC_Irecv((char *)recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type, src, tag,
+               comm, req_ptr++);
+  }
+
+
+  for (i = 0; i < Y; i++) {
+    dst = i + my_row_base;
+    if (dst == rank)
+      continue;
+    MPIC_Send(send_buff, send_count, send_type, dst, tag, comm);
+  }
+
+  MPI_Waitall(Y - 1, req, MPI_STATUSES_IGNORE);
+
+  req_ptr = req;
+
+  // do colwise comm
+  for (i = 0; i < X; i++) {
+    src = (i * Y + my_col_base);
+    if (src == rank)
+      continue;
+    src_row_base = (src / Y) * Y;
+    recv_offset = src_row_base * block_size;
+    MPIC_Irecv((char *)recv_buff + recv_offset, recv_count * Y, recv_type, src, tag,
+               comm, req_ptr++);
+  }
+
+  for (i = 0; i < X; i++) {
+    dst = (i * Y + my_col_base);
+    if (dst == rank)
+      continue;
+    send_offset = my_row_base * block_size;
+    MPIC_Send((char *)recv_buff + send_offset, send_count * Y, send_type, dst, tag,
+              comm);
+  }
+
+  MPI_Waitall(X - 1, req, MPI_STATUSES_IGNORE);
+
+  free(req);
+
+  return success;
+}