Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Compile about every existing SMPI examples (reduce don't compile)
[simgrid.git] / examples / smpi / mvmul.c
diff --git a/examples/smpi/mvmul.c b/examples/smpi/mvmul.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..aa32e30
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,218 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <mpi.h>
+
+#define ITERATIONS         10
+
+#define USAGE_ERROR        1
+#define SANITY_ERROR       2
+#define GETTIMEOFDAY_ERROR 3
+
+int main(int argc, char* argv[]) {
+
+  int size, rank;
+  int N, n, i, j, k, current_iteration, successful_iterations = 0;
+  double *matrix, *vector, *vcalc, *vcheck;
+  MPI_Status status;
+  struct timeval *start_time, *stop_time;
+  long parallel_usecs, parallel_usecs_total = 0, sequential_usecs, sequential_usecs_total = 0;
+
+  MPI_Init(&argc, &argv);
+
+  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
+  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
+
+  if (0 == rank) {
+
+    // root node parses cmdline args
+    if (2 > argc || !isdigit(*argv[1])) {
+      printf("usage:\n%s <size>\n", argv[0]);
+      MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, USAGE_ERROR);
+      exit(USAGE_ERROR);
+    }
+
+    N = atoi(argv[1]);
+
+    start_time     = (struct timeval *)malloc(sizeof(struct timeval));
+    stop_time      = (struct timeval *)malloc(sizeof(struct timeval));
+
+  }
+
+  for(current_iteration = 0; current_iteration < ITERATIONS; current_iteration++) {
+
+    if (0 == rank) {
+
+      matrix         = (double *)malloc(N*N*sizeof(double));
+      vector         = (double *)malloc(N*sizeof(double));
+
+      for(i = 0; i < N*N; i++) {
+        matrix[i] = (double)rand()/((double)RAND_MAX + 1);
+      }
+
+      for(i = 0; i < N; i++) {
+        vector[i] = (double)rand()/((double)RAND_MAX + 1);
+      }
+
+      // for the sake of argument, the parallel algorithm begins
+      // when the root node begins to transmit the matrix to the
+      // workers.
+      if (-1 == gettimeofday(start_time, NULL)) {
+        printf("couldn't set start_time on node 0!\n");
+        MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, GETTIMEOFDAY_ERROR);
+        exit(GETTIMEOFDAY_ERROR);
+      }
+
+      for(i = 1; i < size; i++) {
+        MPI_Send(&N, 1, MPI_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
+      }
+
+    } else {
+      MPI_Recv(&N, 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+    }
+
+    // this algorithm uses at most N processors...
+    if (rank < N) {
+
+      if (size > N) size = N;
+      n = N / size + ((rank < (N % size)) ? 1 : 0);
+
+      if (0 == rank) {
+
+        for(i = 1, j = n; i < size && j < N; i++, j+=k) {
+          k = N / size + ((i < (N % size)) ? 1 : 0);
+          MPI_Send(matrix+N*j, N*k, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
+          MPI_Send(vector, N, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
+        }
+
+        // sanity check
+        #ifdef DEBUG
+        if(i != size || j != N) {
+          printf("index calc error: i = %d, size = %d, j = %d, N = %d\n", i, size, j, N);
+          MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, SANITY_ERROR);
+          exit(SANITY_ERROR);
+        }
+        #endif
+
+        vcalc = (double *)malloc(N*sizeof(double));
+
+      } else {
+
+        matrix = (double *)malloc(N*n*sizeof(double));
+        vector = (double *)malloc(N*sizeof(double));
+        vcalc  = (double *)malloc(n*sizeof(double));
+
+        MPI_Recv(matrix, N*n, MPI_DOUBLE, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+        MPI_Recv(vector, N, MPI_DOUBLE, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+
+      }
+
+      for(i = 0; i < n; i++) {
+        vcalc[i] = 0.0;
+        for(j = 0; j < N; j++) {
+          vcalc[i] += matrix[N*i+j] * vector[j];
+        }
+      }
+
+      if (0 != rank) {
+        MPI_Send(vcalc, n, MPI_DOUBLE, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
+      } else {
+
+        for(i = 1, j = n; i < size && j < N; i++, j+=k) {
+          k = N / size + ((i < (N % size)) ? 1 : 0);
+          MPI_Recv(vcalc+j, k, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
+        }
+
+        // sanity check
+        #ifdef DEBUG
+        if(i != size || j != N) {
+          printf("index calc error 2: i = %d, size = %d, j = %d, N = %d\n", i, size, j, N);
+          MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, SANITY_ERROR);
+          exit(SANITY_ERROR);
+        }
+        #endif
+
+        if (-1 == gettimeofday(stop_time, NULL)) {
+          printf("couldn't set stop_time on node 0!\n");
+          MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, GETTIMEOFDAY_ERROR);
+          exit(GETTIMEOFDAY_ERROR);
+        }
+
+        parallel_usecs = (stop_time->tv_sec*1000000+stop_time->tv_usec) - (start_time->tv_sec*1000000+start_time->tv_usec);
+
+        if (-1 == gettimeofday(start_time, NULL)) {
+          printf("couldn't set start_time on node 0!\n");
+          MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, GETTIMEOFDAY_ERROR);
+          exit(GETTIMEOFDAY_ERROR);
+        }
+
+        // calculate serially
+        vcheck = (double *)malloc(N*sizeof(double));
+        for(i = 0; i < N; i++) {
+          vcheck[i] = 0.0;
+          for(j = 0; j < N; j++) {
+            vcheck[i] += matrix[N*i+j] * vector[j];
+          }
+        }
+
+        if (-1 == gettimeofday(stop_time, NULL)) {
+          printf("couldn't set stop_time on node 0!\n");
+          MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, GETTIMEOFDAY_ERROR);
+          exit(GETTIMEOFDAY_ERROR);
+        }
+
+        sequential_usecs = (stop_time->tv_sec*1000000+stop_time->tv_usec) - (start_time->tv_sec*1000000+start_time->tv_usec);
+
+        // verify correctness
+        for(i = 0; i < N && vcalc[i] == vcheck[i]; i++);
+        
+        printf("prog: blocking, i: %d ", current_iteration);
+
+        if (i == N) {
+          printf("ptime: %d us, stime: %d us, speedup: %.3f, nodes: %d, efficiency: %.3f\n",
+              parallel_usecs,
+              sequential_usecs,
+              (double)sequential_usecs / (double)parallel_usecs,
+              size,
+              (double)sequential_usecs / ((double)parallel_usecs * (double)size));
+
+          parallel_usecs_total += parallel_usecs;
+          sequential_usecs_total += sequential_usecs;
+          successful_iterations++;
+        } else {
+          printf("parallel calc != serial calc, ");
+        }
+
+        free(vcheck);
+
+      }
+
+      free(matrix);
+      free(vector);
+      free(vcalc);
+    }
+
+  }
+
+  if(0 == rank) {
+    printf("prog: blocking, ");
+    if(0 < successful_iterations) {
+      printf("iterations: %d, avg. ptime: %d us, avg. stime: %d us, avg. speedup: %.3f, nodes: %d, avg. efficiency: %.3f\n",
+          successful_iterations,
+          parallel_usecs_total / successful_iterations,
+          sequential_usecs_total / successful_iterations,
+          (double)sequential_usecs_total / (double)parallel_usecs_total,
+          size,
+          (double)sequential_usecs_total / ((double)parallel_usecs_total * (double)size));
+    } else {
+      printf("no successful iterations!\n");
+    }
+
+    free(start_time);
+    free(stop_time);
+
+  }
+
+  MPI_Finalize();
+
+  return 0;
+}