Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Add collectives for allgather, allreduce, bcast and reduce
[simgrid.git] / src / smpi / colls / bcast-NTSB.c
diff --git a/src/smpi/colls/bcast-NTSB.c b/src/smpi/colls/bcast-NTSB.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f7a7e4e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,178 @@
+#include "colls.h"
+
+int bcast_NTSB_segment_size_in_byte = 8192;
+
+int smpi_coll_tuned_bcast_NTSB(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype,
+                               int root, MPI_Comm comm)
+{
+  int tag = 5000;
+  MPI_Status status;
+  int rank, size;
+  int i;
+
+  MPI_Request *send_request_array;
+  MPI_Request *recv_request_array;
+  MPI_Status *send_status_array;
+  MPI_Status *recv_status_array;
+
+  MPI_Aint extent;
+  MPI_Type_extent(datatype, &extent);
+
+  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
+  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
+
+  /* source node and destination nodes (same through out the functions) */
+  int from = (rank - 1) / 2;
+  int to_left = rank * 2 + 1;
+  int to_right = rank * 2 + 2;
+  if (to_left >= size)
+    to_left = -1;
+  if (to_right >= size)
+    to_right = -1;
+
+  /* segment is segment size in number of elements (not bytes) */
+  int segment = bcast_NTSB_segment_size_in_byte / extent;
+
+  /* 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 */
+  if (root != 0) {
+    if (rank == root) {
+      MPI_Send(buf, count, datatype, 0, tag, comm);
+    } else if (rank == 0) {
+      MPI_Recv(buf, count, datatype, root, tag, comm, &status);
+    }
+  }
+
+  /* when a message is smaller than a block size => no pipeline */
+  if (count <= segment) {
+
+    /* case: root */
+    if (rank == 0) {
+      /* case root has only a left child */
+      if (to_right == -1) {
+        MPI_Send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
+      }
+      /* case root has both left and right children */
+      else {
+        MPI_Send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
+        MPI_Send(buf, count, datatype, to_right, tag, comm);
+      }
+    }
+
+    /* case: leaf ==> receive only */
+    else if (to_left == -1) {
+      MPI_Recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
+    }
+
+    /* case: intermidiate node with only left child ==> relay message */
+    else if (to_right == -1) {
+      MPI_Recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
+      MPI_Send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
+    }
+
+    /* case: intermidiate node with both left and right children ==> relay message */
+    else {
+      MPI_Recv(buf, count, datatype, from, tag, comm, &status);
+      MPI_Send(buf, count, datatype, to_left, tag, comm);
+      MPI_Send(buf, count, datatype, to_right, tag, comm);
+    }
+    return MPI_SUCCESS;
+  }
+  // pipelining
+  else {
+
+    send_request_array =
+        (MPI_Request *) malloc(2 * (size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
+    recv_request_array =
+        (MPI_Request *) malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Request));
+    send_status_array =
+        (MPI_Status *) malloc(2 * (size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
+    recv_status_array =
+        (MPI_Status *) malloc((size + pipe_length) * sizeof(MPI_Status));
+
+
+
+    /* case: root */
+    if (rank == 0) {
+      /* case root has only a left child */
+      if (to_right == -1) {
+        for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+          MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
+                    tag + i, comm, &send_request_array[i]);
+        }
+        MPI_Waitall((pipe_length), send_request_array, send_status_array);
+      }
+      /* case root has both left and right children */
+      else {
+        for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+          MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
+                    tag + i, comm, &send_request_array[i]);
+          MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_right,
+                    tag + i, comm, &send_request_array[i + pipe_length]);
+        }
+        MPI_Waitall((2 * pipe_length), send_request_array, send_status_array);
+      }
+    }
+
+    /* case: leaf ==> receive only */
+    else if (to_left == -1) {
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        MPI_Irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
+                  tag + i, comm, &recv_request_array[i]);
+      }
+      MPI_Waitall((pipe_length), recv_request_array, recv_status_array);
+    }
+
+    /* case: intermidiate node with only left child ==> relay message */
+    else if (to_right == -1) {
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        MPI_Irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
+                  tag + i, comm, &recv_request_array[i]);
+      }
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        MPI_Wait(&recv_request_array[i], &status);
+        MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
+                  tag + i, comm, &send_request_array[i]);
+      }
+      MPI_Waitall(pipe_length, send_request_array, send_status_array);
+
+    }
+    /* case: intermidiate node with both left and right children ==> relay message */
+    else {
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        MPI_Irecv((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, from,
+                  tag + i, comm, &recv_request_array[i]);
+      }
+      for (i = 0; i < pipe_length; i++) {
+        MPI_Wait(&recv_request_array[i], &status);
+        MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_left,
+                  tag + i, comm, &send_request_array[i]);
+        MPI_Isend((char *) buf + (i * increment), segment, datatype, to_right,
+                  tag + i, comm, &send_request_array[i + pipe_length]);
+      }
+      MPI_Waitall((2 * pipe_length), send_request_array, send_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)) {
+    MPI_Bcast((char *) buf + (pipe_length * increment), remainder, datatype,
+              root, comm);
+  }
+
+  return MPI_SUCCESS;
+}