Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Move collective algorithms to separate folders
[simgrid.git] / src / smpi / colls / allreduce / allreduce-rab-rdb.cpp
diff --git a/src/smpi/colls/allreduce/allreduce-rab-rdb.cpp b/src/smpi/colls/allreduce/allreduce-rab-rdb.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f72175b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,196 @@
+/* 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 smpi_coll_tuned_allreduce_rab_rdb(void *sbuff, void *rbuff, int count,
+                                      MPI_Datatype dtype, MPI_Op op,
+                                      MPI_Comm comm)
+{
+  int tag = COLL_TAG_ALLREDUCE;
+  unsigned int mask, pof2, i, recv_idx, last_idx, send_idx, send_cnt;
+  int dst, newrank, rem, newdst,
+      recv_cnt, *cnts, *disps;
+  MPI_Aint extent;
+  MPI_Status status;
+  void *tmp_buf = NULL;
+
+  unsigned int nprocs = comm->size();
+  int rank = comm->rank();
+
+  extent = dtype->get_extent();
+  tmp_buf = (void *) smpi_get_tmp_sendbuffer(count * extent);
+
+  Datatype::copy(sbuff, count, dtype, rbuff, count, dtype);
+
+  // find nearest power-of-two less than or equal to comm_size
+  pof2 = 1;
+  while (pof2 <= nprocs)
+    pof2 <<= 1;
+  pof2 >>= 1;
+
+  rem = nprocs - pof2;
+
+  // In the non-power-of-two case, all even-numbered
+  // processes of rank < 2*rem send their data to
+  // (rank+1). These even-numbered processes no longer
+  // participate in the algorithm until the very end. The
+  // remaining processes form a nice power-of-two. 
+
+  if (rank < 2 * rem) {
+    // even       
+    if (rank % 2 == 0) {
+
+      Request::send(rbuff, count, dtype, rank + 1, tag, comm);
+
+      // temporarily set the rank to -1 so that this
+      // process does not pariticipate in recursive
+      // doubling
+      newrank = -1;
+    } else                      // odd
+    {
+      Request::recv(tmp_buf, count, dtype, rank - 1, tag, comm, &status);
+      // do the reduction on received data. since the
+      // ordering is right, it doesn't matter whether
+      // the operation is commutative or not.
+       if(op!=MPI_OP_NULL) op->apply( tmp_buf, rbuff, &count, dtype);
+
+      // change the rank 
+      newrank = rank / 2;
+    }
+  }
+
+  else                          // rank >= 2 * rem 
+    newrank = rank - rem;
+
+  // If op is user-defined or count is less than pof2, use
+  // recursive doubling algorithm. Otherwise do a reduce-scatter
+  // followed by allgather. (If op is user-defined,
+  // derived datatypes are allowed and the user could pass basic
+  // datatypes on one process and derived on another as long as
+  // the type maps are the same. Breaking up derived
+  // datatypes to do the reduce-scatter is tricky, therefore
+  // using recursive doubling in that case.) 
+
+  if (newrank != -1) {
+    // do a reduce-scatter followed by allgather. for the
+    // reduce-scatter, calculate the count that each process receives
+    // and the displacement within the buffer 
+
+    cnts = (int *) xbt_malloc(pof2 * sizeof(int));
+    disps = (int *) xbt_malloc(pof2 * sizeof(int));
+
+    for (i = 0; i < (pof2 - 1); i++)
+      cnts[i] = count / pof2;
+    cnts[pof2 - 1] = count - (count / pof2) * (pof2 - 1);
+
+    disps[0] = 0;
+    for (i = 1; i < pof2; i++)
+      disps[i] = disps[i - 1] + cnts[i - 1];
+
+    mask = 0x1;
+    send_idx = recv_idx = 0;
+    last_idx = pof2;
+    while (mask < pof2) {
+      newdst = newrank ^ mask;
+      // find real rank of dest 
+      dst = (newdst < rem) ? newdst * 2 + 1 : newdst + rem;
+
+      send_cnt = recv_cnt = 0;
+      if (newrank < newdst) {
+        send_idx = recv_idx + pof2 / (mask * 2);
+        for (i = send_idx; i < last_idx; i++)
+          send_cnt += cnts[i];
+        for (i = recv_idx; i < send_idx; i++)
+          recv_cnt += cnts[i];
+      } else {
+        recv_idx = send_idx + pof2 / (mask * 2);
+        for (i = send_idx; i < recv_idx; i++)
+          send_cnt += cnts[i];
+        for (i = recv_idx; i < last_idx; i++)
+          recv_cnt += cnts[i];
+      }
+
+      // Send data from recvbuf. Recv into tmp_buf 
+      Request::sendrecv((char *) rbuff + disps[send_idx] * extent, send_cnt,
+                   dtype, dst, tag,
+                   (char *) tmp_buf + disps[recv_idx] * extent, recv_cnt,
+                   dtype, dst, tag, comm, &status);
+
+      // tmp_buf contains data received in this step.
+      // recvbuf contains data accumulated so far 
+
+      // This algorithm is used only for predefined ops
+      // and predefined ops are always commutative.
+      if(op!=MPI_OP_NULL) op->apply( (char *) tmp_buf + disps[recv_idx] * extent,
+                        (char *) rbuff + disps[recv_idx] * extent, &recv_cnt, dtype);
+
+      // update send_idx for next iteration 
+      send_idx = recv_idx;
+      mask <<= 1;
+
+      // update last_idx, but not in last iteration because the value
+      // is needed in the allgather step below. 
+      if (mask < pof2)
+        last_idx = recv_idx + pof2 / mask;
+    }
+
+    // now do the allgather 
+
+    mask >>= 1;
+    while (mask > 0) {
+      newdst = newrank ^ mask;
+      // find real rank of dest
+      dst = (newdst < rem) ? newdst * 2 + 1 : newdst + rem;
+
+      send_cnt = recv_cnt = 0;
+      if (newrank < newdst) {
+        // update last_idx except on first iteration 
+        if (mask != pof2 / 2)
+          last_idx = last_idx + pof2 / (mask * 2);
+
+        recv_idx = send_idx + pof2 / (mask * 2);
+        for (i = send_idx; i < recv_idx; i++)
+          send_cnt += cnts[i];
+        for (i = recv_idx; i < last_idx; i++)
+          recv_cnt += cnts[i];
+      } else {
+        recv_idx = send_idx - pof2 / (mask * 2);
+        for (i = send_idx; i < last_idx; i++)
+          send_cnt += cnts[i];
+        for (i = recv_idx; i < send_idx; i++)
+          recv_cnt += cnts[i];
+      }
+
+      Request::sendrecv((char *) rbuff + disps[send_idx] * extent, send_cnt,
+                   dtype, dst, tag,
+                   (char *) rbuff + disps[recv_idx] * extent, recv_cnt,
+                   dtype, dst, tag, comm, &status);
+
+      if (newrank > newdst)
+        send_idx = recv_idx;
+
+      mask >>= 1;
+    }
+
+    free(cnts);
+    free(disps);
+
+  }
+  // In the non-power-of-two case, all odd-numbered processes of
+  // rank < 2 * rem send the result to (rank-1), the ranks who didn't
+  // participate above.
+
+  if (rank < 2 * rem) {
+    if (rank % 2)               // odd 
+      Request::send(rbuff, count, dtype, rank - 1, tag, comm);
+    else                        // even 
+      Request::recv(rbuff, count, dtype, rank + 1, tag, comm, &status);
+  }
+
+  smpi_free_tmp_buffer(tmp_buf);
+  return MPI_SUCCESS;
+}