Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Merge branch 'master' of git+ssh://scm.gforge.inria.fr//gitroot/simgrid/simgrid
authorPaul Bédaride <paul.bedaride@gmail.com>
Mon, 25 Mar 2013 16:07:50 +0000 (17:07 +0100)
committerPaul Bédaride <paul.bedaride@gmail.com>
Mon, 25 Mar 2013 16:07:50 +0000 (17:07 +0100)
23 files changed:
buildtools/Cmake/DefinePackages.cmake
src/include/smpi/smpi_interface.h
src/simgrid/sg_config.c
src/smpi/colls/COPYRIGHTS [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-2dmesh.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-3dmesh.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-bruck.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-native.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-pair-light-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-pair-mpi-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-pair-one-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-pair.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-rdb.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-ring-light-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-ring-mpi-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-ring-one-barrier.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-ring.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/alltoall-simple.c [new file with mode: 0644]
src/smpi/colls/colls.h [new file with mode: 0644]
src/smpi/private.h
src/smpi/smpi_coll.c
src/smpi/smpi_mpi.c
src/smpi/smpi_pmpi.c

index 2ff4816..0781798 100644 (file)
@@ -107,6 +107,19 @@ set(SMPI_SRC
   src/smpi/smpi_mpi_dt.c
   src/smpi/smpi_pmpi.c
   src/smpi/smpi_replay.c
+  src/smpi/colls/alltoall-2dmesh.c
+  src/smpi/colls/alltoall-3dmesh.c
+  #  src/smpi/colls/alltoall-bruck.c
+  src/smpi/colls/alltoall-pair.c
+  src/smpi/colls/alltoall-pair-light-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-pair-mpi-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-pair-one-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-rdb.c
+  src/smpi/colls/alltoall-ring.c
+  src/smpi/colls/alltoall-ring-light-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-ring-mpi-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-ring-one-barrier.c
+  src/smpi/colls/alltoall-simple.c
   )
 
 if(SMPI_F2C)
@@ -539,6 +552,7 @@ set(simgrid_sources
   ${SURF_SRC}
   ${TRACING_SRC}
   ${XBT_SRC}
+  ${SMPI_SRC}
   )
 
 if(${HAVE_JEDULE})
index c975477..ed7f5c4 100644 (file)
@@ -1,3 +1,7 @@
+#ifndef _SMPI_INTERFACE_H
+#define _SMPI_INTERFACE_H
+#include "smpi/smpi.h"
+
 /********** Tracing **********/
 /* from smpi_instr.c */
 void TRACE_smpi_alloc(void);
@@ -8,3 +12,30 @@ void TRACE_smpi_send(int rank, int src, int dst);
 void TRACE_smpi_recv(int rank, int src, int dst);
 void TRACE_smpi_init(int rank);
 void TRACE_smpi_finalize(int rank);
+
+/** \brief MPI collective description
+ */
+
+typedef struct mpi_coll_description {
+  const char *name;
+  const char *description;
+  void* coll;
+} s_mpi_coll_description_t, *mpi_coll_description_t;
+
+/** \ingroup MPI alltoallcollectives
+ *  \brief The list of all available alltoall collectives
+ */
+XBT_PUBLIC_DATA(s_mpi_coll_description_t) mpi_coll_alltoall_description[];
+int (*mpi_coll_alltoall_fun)(void *, int, MPI_Datatype, void*, int, MPI_Datatype, MPI_Comm);
+
+/** \ingroup MPI allgather
+ *  \brief The list of all available allgather collectives
+ */
+XBT_PUBLIC_DATA(s_mpi_coll_description_t) mpi_coll_allgather_description[];
+int (*mpi_coll_allgather_fun)(void *, int, MPI_Datatype, void*, int, MPI_Datatype, MPI_Comm);
+
+XBT_PUBLIC(void) coll_help(const char *category, s_mpi_coll_description_t * table);
+XBT_PUBLIC(int) find_coll_description(s_mpi_coll_description_t * table,
+                           const char *name);
+
+#endif                          /* _SMPI_INTERFAC_H */
index 5f88dc9..28fcdf7 100644 (file)
@@ -226,6 +226,35 @@ static void _sg_cfg_cb__weight_S(const char *name, int pos)
   sg_weight_S_parameter = xbt_cfg_get_double(_sg_cfg_set, name);
 }
 
+/* callback of the mpi collectives */
+static void _sg_cfg_cb__coll(char *category,
+                            s_mpi_coll_description_t * table,
+                            const char *name, int pos)
+{
+  char *val;
+
+  xbt_assert(_sg_init_status == 1,
+              "Cannot change the model after the initialization");
+
+  val = xbt_cfg_get_string(_sg_cfg_set, name);
+
+  if (!strcmp(val, "help")) {
+    coll_help(category, table);
+    exit(0);
+  }
+
+  /* New Module missing */
+  find_coll_description(table, val);
+}
+static void _sg_cfg_cb__coll_alltoall(const char *name, int pos)
+{
+  _sg_cfg_cb__coll("alltoall", mpi_coll_alltoall_description, name, pos);  
+}
+static void _sg_cfg_cb__coll_allgather(const char *name, int pos){
+  _sg_cfg_cb__coll("allgather", mpi_coll_allgather_description, name, pos);
+}
+
+
 /* callback of the inclusion path */
 static void _sg_cfg_cb__surf_path(const char *name, int pos)
 {
@@ -711,7 +740,17 @@ void sg_config_init(int *argc, char **argv)
                      NULL);
     xbt_cfg_setdefault_string(_sg_cfg_set, "smpi/or", "1:0:0:0:0");
 
-
+    default_value = xbt_strdup("ompi");    
+    xbt_cfg_register(&_sg_cfg_set, "smpi/alltoall",
+                    "Which collective to use for alltoall",
+                    xbt_cfgelm_string, &default_value, 1, 1, &_sg_cfg_cb__coll_alltoall,
+                    NULL);
+
+    default_value = xbt_strdup("default");    
+    xbt_cfg_register(&_sg_cfg_set, "smpi/allgather",
+                    "Which collective to use for allgather",
+                    xbt_cfgelm_string, &default_value, 1, 1, &_sg_cfg_cb__coll_allgather,
+                    NULL);
     //END SMPI
 
 
diff --git a/src/smpi/colls/COPYRIGHTS b/src/smpi/colls/COPYRIGHTS
new file mode 100644 (file)
index 0000000..97b85eb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,39 @@
+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, X. Yuan, and D. Lowenthal. "STAR-MPI: Self Tuned Adaptive *
+  *     Routines for MPI Collective Operations." The 20th ACM International *
+  *     Conference on Supercomputing (ICS), Queensland, Australia           *
+  *     June 28-July 1, 2006.                                               *
+  ***************************************************************************
+
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-2dmesh.c b/src/smpi/colls/alltoall-2dmesh.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1e1e408
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,204 @@
+#include "colls.h"
+#include <math.h>
+XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_colls, smpi,
+                                "Logging specific to SMPI collectives");
+
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_2dmesh_shoot
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function realizes the alltoall operation using the 2dmesh
+           algorithm. It actually performs allgather operation in x dimension
+           then in the y dimension. Each node then extracts the needed data.
+           The communication in each dimension follows "simple."
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+****************************************************************************/
+int alltoall_check_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;
+}
+
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_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_Status * statuses, s;
+  MPI_Request * reqs, * req_ptr;;
+  MPI_Aint extent;
+
+  char * tmp_buff1, * tmp_buff2;
+  int i, j, src, dst, rank, num_procs, count, num_reqs;
+  int rows, cols, my_row, my_col, X, Y, send_offset, recv_offset;
+  int two_dsize, my_row_base, my_col_base, src_row_base, block_size;
+  int tag = 1, failure = 0, success = 1;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &extent);
+
+  if (!alltoall_check_is_2dmesh(num_procs, &X, &Y))
+    return failure;
+
+  two_dsize = X * Y;
+
+  my_row_base = (rank / Y) * Y;
+  my_col_base = rank % Y;
+
+  block_size = extent * send_count;
+  
+  tmp_buff1 =(char *) malloc(block_size * num_procs * Y);
+  if (!tmp_buff1)
+    {
+      XBT_DEBUG("alltoall-2dmesh_shoot.c:88: cannot allocate memory");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }  
+
+  tmp_buff2 =(char *) malloc(block_size *  Y);  
+  if (!tmp_buff2)
+    {
+      XBT_WARN("alltoall-2dmesh_shoot.c:88: cannot allocate memory");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+
+
+  num_reqs = X;
+  if (Y > X) num_reqs = Y;
+
+  statuses = (MPI_Status *) malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Status));  
+  reqs = (MPI_Request *) malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Request));  
+  if (!reqs)
+    {
+      XBT_WARN("alltoall-2dmesh_shoot.c:88: cannot allocate memory");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+  req_ptr = reqs;
+
+  send_offset = recv_offset = (rank % Y) * block_size * num_procs;
+
+  count = send_count * num_procs;
+  
+  for (i = 0; i < Y; i++)
+    {
+      src = i + my_row_base;
+      if (src == rank)
+       continue;
+
+      recv_offset = (src % Y) * block_size * num_procs;
+       MPI_Irecv(tmp_buff1 + recv_offset, count, recv_type, src, tag, comm,
+                req_ptr++);
+    }
+  
+  for (i = 0; i < Y; i++)
+    {
+      dst = i + my_row_base;
+      if (dst == rank)
+       continue;
+       MPI_Send(send_buff, count, send_type, dst, tag, comm);
+    }
+  
+  MPI_Waitall(Y - 1, reqs, statuses);
+  req_ptr = reqs;
+  
+  for (i = 0; i < Y; i++)
+    {
+      send_offset = (rank * block_size) + (i * block_size * num_procs);
+      recv_offset = (my_row_base * block_size) + (i * block_size);
+     
+      if (i + my_row_base == rank) 
+       MPI_Sendrecv (send_buff + recv_offset, send_count, send_type,
+                     rank, tag, recv_buff + recv_offset, recv_count,
+                     recv_type, rank, tag, comm, &s);
+
+     else 
+         MPI_Sendrecv (tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
+                      rank, tag, 
+                      recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type,
+                      rank, tag, comm, &s);
+    }
+
+  
+  for (i = 0; i < X; i++)
+  {
+     src = (i * Y + my_col_base);
+     if (src == rank)
+       continue;
+     src_row_base = (src / Y) * Y;
+
+      MPI_Irecv(recv_buff + src_row_base * block_size, 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;
+
+      recv_offset = 0;
+      for (j = 0; j < Y; j++)
+       {
+         send_offset = (dst + j * num_procs) * block_size;
+
+         if (j + my_row_base == rank) 
+            MPI_Sendrecv (send_buff + dst * block_size, send_count, send_type,
+                          rank, tag, 
+                          tmp_buff2 + recv_offset, recv_count, recv_type,
+                          rank, tag, comm, &s);
+         else
+            MPI_Sendrecv (tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
+                          rank, tag, 
+                          tmp_buff2 + recv_offset, recv_count, recv_type,
+                          rank, tag, comm, &s);
+         
+         recv_offset += block_size;
+       }
+
+       MPI_Send(tmp_buff2, send_count * Y, send_type, dst, tag, comm);
+    }
+  MPI_Waitall(X - 1, reqs, statuses);
+  free(reqs);
+  free(statuses);
+  free(tmp_buff1);
+  free(tmp_buff2);  
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-3dmesh.c b/src/smpi/colls/alltoall-3dmesh.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..afd47ce
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,203 @@
+#include "colls.h"
+#include <math.h>
+
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_3dmesh_shoot
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function realizes the alltoall operation using the 3dmesh
+           algorithm. It actually performs allgather operation in x dimension,
+           y dimension, then in z dimension. Each node then extracts the
+           needed data. The communication in all dimension is simple.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+****************************************************************************/
+
+int alltoall_check_is_3dmesh(int num, int * i, int * j, int * k)
+{
+  int x, max = num / 3;
+  x = cbrt(num);  
+  * i = * j = * k = 0;
+  while (x <= max)
+    {
+      if ((num % (x * x)) == 0)
+       {
+         * i = * j = x;
+         * k = num / (x * x);
+         return 1;
+       }
+      x++;
+    }
+  return 0;
+}
+
+int smpi_coll_tuned_alltoall_3dmesh(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 * reqs, * req_ptr;
+  MPI_Aint extent;
+  MPI_Status status, * statuses;
+  int i, j, src, dst, rank, num_procs, num_reqs, X, Y, Z, block_size, count;
+  int my_z, two_dsize, my_row_base, my_col_base, my_z_base, src_row_base;
+  int src_z_base, send_offset, recv_offset, tag = 1, failure = 0, success = 1;
+
+  char * tmp_buff1, * tmp_buff2;
+
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &extent);
+
+  if (!alltoall_check_is_3dmesh(num_procs, &X, &Y, &Z))
+     return failure;
+
+  num_reqs = X;
+  if (Y > X) num_reqs = Y;
+  if (Z > Y) num_reqs = Z;
+
+  two_dsize = X * Y;
+  my_z = rank / two_dsize;  
+
+  my_row_base = (rank / X) * X;
+  my_col_base = (rank % Y) + (my_z * two_dsize);
+  my_z_base = my_z * two_dsize;
+
+  block_size = extent * send_count;
+
+  tmp_buff1 =(char *) malloc(block_size * num_procs * two_dsize);
+  if (!tmp_buff1)
+    {
+      printf("alltoall-3Dmesh:97: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+  tmp_buff2 =(char *) malloc(block_size *  two_dsize);
+  if (!tmp_buff2)
+    {
+      printf("alltoall-3Dmesh:105: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+  statuses = (MPI_Status *) malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Status));  
+  reqs = (MPI_Request *) malloc(num_reqs * sizeof(MPI_Request));  
+  if (!reqs)
+    {
+      printf("alltoall-3Dmesh:113: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+  req_ptr = reqs;
+  
+  send_offset = recv_offset = (rank % two_dsize) * block_size * num_procs;
+
+  MPI_Sendrecv(send_buff, send_count * num_procs, send_type, rank, tag, 
+              tmp_buff1 + recv_offset, num_procs * recv_count,
+              recv_type, rank, tag, comm, &status);
+
+  count = send_count * num_procs;
+
+  for (i = 0; i < Y; i++)
+    {
+      src = i + my_row_base;
+      if (src == rank) continue;
+      recv_offset = (src % two_dsize) * block_size * num_procs;
+      MPI_Irecv(tmp_buff1 + recv_offset, count, recv_type, src, tag, comm,
+               req_ptr++);
+    }
+
+  for (i = 0; i < Y; i++)
+    {
+      dst = i + my_row_base;
+      if (dst == rank) continue;
+      MPI_Send(send_buff, count, send_type, dst, tag, comm);
+    }  
+
+  MPI_Waitall(Y - 1, reqs, statuses);
+  req_ptr = reqs;
+  
+
+  for (i = 0; i < X; i++)
+    {
+      src = (i * Y + my_col_base);
+      if (src == rank) continue;
+     
+      src_row_base = (src / X) * X;
+
+      recv_offset = (src_row_base % two_dsize) * block_size * num_procs;
+      MPI_Irecv(tmp_buff1 + recv_offset, recv_count * num_procs * Y,
+                recv_type, src, tag, comm, req_ptr++);
+    }
+
+  send_offset = (my_row_base % two_dsize) * block_size * num_procs;  
+  for (i = 0; i < X; i++)
+    {
+      dst = (i * Y + my_col_base);
+      if (dst == rank) continue;
+      MPI_Send(tmp_buff1 + send_offset, send_count * num_procs * Y, send_type,
+               dst, tag, comm);
+    }
+  
+  MPI_Waitall(X - 1, reqs, statuses);
+  req_ptr = reqs;
+
+  for (i = 0; i < two_dsize; i++)
+    {
+      send_offset = (rank * block_size) + (i * block_size * num_procs);
+      recv_offset = (my_z_base * block_size) + (i * block_size);
+      MPI_Sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type, rank, tag,
+                  recv_buff + recv_offset, recv_count, recv_type, rank, tag,
+                  comm, &status);
+    }  
+
+  for (i = 1; i < Z; i++)
+    {
+      src = (rank + i * two_dsize) % num_procs;
+      src_z_base = (src / two_dsize) * two_dsize;
+
+      recv_offset = (src_z_base * block_size);
+
+      MPI_Irecv(recv_buff + recv_offset, recv_count * two_dsize, recv_type,
+                src, tag, comm, req_ptr++);
+  }
+
+  for (i = 1; i < Z; i++)
+    {
+      dst = (rank + i * two_dsize) % num_procs;
+     
+      recv_offset = 0;
+      for (j = 0; j < two_dsize; j++)
+       {
+         send_offset = (dst + j * num_procs) * block_size;
+         MPI_Sendrecv(tmp_buff1 + send_offset, send_count, send_type,
+                      rank, tag, tmp_buff2 + recv_offset, recv_count,
+                      recv_type, rank, tag, comm, &status);
+         
+         recv_offset += block_size;
+       }
+
+      MPI_Send(tmp_buff2, send_count * two_dsize, send_type, dst, tag, comm);
+      
+    }
+  
+  MPI_Waitall(Z - 1, reqs, statuses);
+
+  free(reqs);
+  free(statuses);
+  free(tmp_buff1);
+  free(tmp_buff2);
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-bruck.c b/src/smpi/colls/alltoall-bruck.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5745f2f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,131 @@
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_bruck
+
+ * Return: int
+
+ * inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function realizes the alltoall operation using the bruck algorithm.
+
+ * Auther: MPICH / modified by Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+              void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+              MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status status;
+  MPI_Aint extent;
+  MPI_Datatype new_type;
+  int * blocks_length, * disps;
+  int i, src, dst, rank, num_procs, count, remainder, block, position;
+  int pack_size, tag = 1, pof2 = 1, success = 1, failure = 0;
+  
+
+  char * tmp_buff;  
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+
+  MPI_Type_extent(recv_type, &extent);
+
+  tmp_buff = (char *) malloc (num_procs * recv_count * extent); 
+  if (!tmp_buff)
+    {
+      printf("alltoall-bruck:53: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+
+  disps = (int *) malloc(sizeof(int) * num_procs);
+  if (!disps)
+    {
+      printf("alltoall-bruck:61: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+  
+  blocks_length = (int *) malloc(sizeof(int) * num_procs);  
+  if (!blocks_length)
+    {
+      printf("alltoall-bruck:69: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+
+  
+  MPI_Sendrecv(send_ptr + rank * send_count * extent,
+               (num_procs - rank) * send_count, send_type, rank, tag,
+               recv_ptr, (num_procs - rank) * recv_count, recv_type, rank,
+               tag, comm, &status);
+
+  MPI_Sendrecv(send_ptr, rank * send_count, send_type, rank, tag,
+               recv_ptr + (num_procs - rank) * recv_count * extent,
+               rank * recv_count, recv_type, rank, tag, comm, &status);  
+
+
+
+  MPI_Pack_size(send_count * num_procs, send_type, comm, &pack_size); 
+
+  while (pof2 < num_procs)
+    {
+      dst = (rank + pof2) % num_procs;
+      src = (rank - pof2 + num_procs) % num_procs;
+
+              
+      count = 0;
+      for (block = 1; block < num_procs; block++)
+       if (block & pof2) 
+         {
+           blocks_length[count] = send_count;
+           disps[count] = block * send_count;
+           count++;
+         }
+          
+      MPI_Type_indexed(count, blocks_length, disps, recv_type, &new_type);
+      MPI_Type_commit(&new_type);
+      
+      position = 0;
+      MPI_Pack(recv_buff, 1, new_type, tmp_buff, pack_size, &position, comm);
+      
+      MPI_Sendrecv(tmp_buff, position, MPI_PACKED, dst, tag, recv_buff, 1,
+                   new_type, src, tag, comm, &status);
+      MPI_Type_free(&new_type);
+      
+      pof2 *= 2;
+    }
+
+  free(disps);
+  free(blocks_length);
+  
+  MPI_Sendrecv(recv_ptr + (rank + 1) * recv_count * extent,
+              (num_procs - rank - 1) * recv_count, send_type,
+               rank, tag, tmp_buff, (num_procs - rank - 1) * recv_count,
+               recv_type, rank, tag, comm, &status);
+  
+  MPI_Sendrecv(recv_ptr, (rank + 1) * recv_count, send_type, rank, tag,
+               tmp_buff + (num_procs - rank - 1) * recv_count * extent,
+               (rank + 1) * recv_count, recv_type, rank, tag, comm, &status);
+
+      
+  for (i = 0; i < num_procs; i++) 
+    MPI_Sendrecv(tmp_buff + i * recv_count * extent, recv_count, send_type,
+                 rank, tag,
+                 recv_ptr + (num_procs - i - 1) * recv_count * extent,
+                 recv_count, recv_type, rank, tag, comm, &status);
+
+  free(tmp_buff);
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-native.c b/src/smpi/colls/alltoall-native.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8f6137b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,9 @@
+int
+alltoall_native(void * send_buff, int send_count,
+               MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+               int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+               MPI_Comm comm)
+{
+  return MPI_Alltoall(send_buff, send_count, send_type, recv_buff, recv_count,
+                     recv_type, comm);
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-pair-light-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-pair-light-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e6ab92a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,68 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_pair_light_barrier
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works in P - 1 steps. In step i, node j exchanges data
+           with node i ^ j. Light barriers are inserted between
+           communications in different phases.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_pair_light_barrier(void * send_buff, int send_count,
+                           MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+                           int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                           MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  MPI_Status s;
+  int i, src, dst, rank, num_procs, next_partner;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0;*/
+
+  char send_sync = 'a', recv_sync = 'b';
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;
+
+  MPI_Sendrecv(send_ptr + rank * send_chunk, send_count, send_type, rank, tag,
+              recv_ptr + rank * recv_chunk, recv_count, recv_type, rank, tag,
+              comm, &s);
+
+  for (i = 1; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = dst = rank ^ i;
+      
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type,
+                  dst, tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count,
+                  recv_type, src, tag, comm, &s);
+
+      if ((i + 1) < num_procs)
+       {
+         next_partner = rank ^ (i + 1);
+         MPI_Sendrecv(&send_sync, 1, MPI_CHAR, next_partner, tag,
+                      &recv_sync, 1, MPI_CHAR, next_partner, tag,
+                      comm, &s);       
+       }
+    }
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-pair-mpi-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-pair-mpi-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fcad564
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,54 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_pair_mpi_barrier
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works when P is power of two. In each phase of P - 1
+           phases, nodes in pair communicate their data. MPI barriers are
+           inserted between each two phases.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_pair_mpi_barrier(void * send_buff, int send_count,
+                         MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+                         int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                         MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status s;
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 101, success = 1; /*, failure = 0, pof2 = 1;*/
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = dst = rank ^ i;     
+      MPI_Barrier(comm);      
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-pair-one-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-pair-one-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..478b881
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,55 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_pair
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works when P is power of two. In each phase of P - 1
+           phases, nodes in pair communicate their data.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_pair_one_barrier(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+                         void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                         MPI_Comm comm)
+{
+
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  MPI_Status s;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0, pof2 = 1; */
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  MPI_Barrier(comm);
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = dst = rank ^ i;     
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-pair.c b/src/smpi/colls/alltoall-pair.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..83658e0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,95 @@
+#include "smpi/mpi.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_pair
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works when P is power of two. In each phase of P - 1
+           phases, nodes in pair communicate their data.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+/*
+int
+alltoall_pair(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+             void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+             MPI_Comm comm)
+{
+
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  MPI_Status s;
+  MPI_Win win;
+  int assert = 0;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1, failure = 0, pof2 = 1;
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  MPI_Win_create(recv_buff, num_procs*recv_chunk*send_count,recv_chunk,0,
+                comm, &win);
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  MPI_Win_fence(assert, win);
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = dst = rank ^ i;
+      MPI_Put(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+             rank*send_chunk, send_count, send_type, win);
+    }
+  MPI_Win_fence (assert, win);
+  MPI_Win_free(&win);
+  return 0;
+}
+*/
+
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_pair(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+             void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+             MPI_Comm comm)
+{
+
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  MPI_Status s;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1;
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = dst = rank ^ i;     
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+
+  return success;
+}
+
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-rdb.c b/src/smpi/colls/alltoall-rdb.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b5bd8a5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,160 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_rdb
+
+ * Return: int
+
+ * inputs: 
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function realizes the allgather operation using the recursive
+           doubling algorithm.
+
+ * Auther: MPICH / slightly modified by Ahmad Faraj.  
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_rdb(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+            void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+            MPI_Comm comm)
+{
+  /* MPI variables */
+  MPI_Status status;
+  MPI_Aint send_increment, recv_increment, extent;
+
+  int dst_tree_root, rank_tree_root, send_offset, recv_offset;
+  int rank, num_procs, j, k, dst, curr_size, max_size;
+  int last_recv_count, tmp_mask, tree_root, num_procs_completed;
+  int tag = 1, mask = 1, success = 1, failure = 0, c = 0, i = 0;
+
+  char * tmp_buff;
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_increment);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_increment);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &extent);
+
+  send_increment *= (send_count * num_procs);
+  recv_increment *= (recv_count * num_procs);
+   
+  max_size = num_procs * recv_increment;
+  tmp_buff = (char * ) malloc(max_size);
+  if (!tmp_buff)
+    {
+      printf("alltoall-rdb:56: cannot allocate memory\n");
+      MPI_Finalize();
+      exit(failure);
+    }
+
+  curr_size = send_count * num_procs;
+
+  MPI_Sendrecv(send_ptr, curr_size, send_type, rank, tag,
+               tmp_buff + (rank * recv_increment),
+               curr_size, recv_type, rank, tag, comm, &status);
+
+  while (mask < num_procs)
+    {
+      dst = rank ^ mask;
+      dst_tree_root = dst >> i;
+      dst_tree_root <<= i;
+      rank_tree_root = rank >> i;
+      rank_tree_root <<= i;
+      send_offset = rank_tree_root * send_increment;
+      recv_offset = dst_tree_root * recv_increment;
+
+      if (dst < num_procs)
+       {
+         MPI_Sendrecv(tmp_buff + send_offset, curr_size, send_type, dst, tag,
+                       tmp_buff + recv_offset, mask * recv_count * num_procs,
+                       recv_type, dst, tag, comm, &status);
+
+         MPI_Get_count(&status, recv_type, &last_recv_count);
+         curr_size += last_recv_count;
+       }
+     
+     
+      if (dst_tree_root + mask > num_procs)
+       {
+
+         num_procs_completed = num_procs - rank_tree_root - mask;
+         /* num_procs_completed is the number of processes in this
+            subtree that have all the data. Send data to others
+            in a tree fashion. First find root of current tree
+            that is being divided into two. k is the number of
+            least-significant bits in this process's rank that
+            must be zeroed out to find the rank of the root */
+
+         j = mask;
+         k = 0;
+         while (j)
+           {
+             j >>= 1;
+             k++;
+           }
+         k--;
+
+         tmp_mask = mask >> 1;
+                  
+         while (tmp_mask)
+           {
+             dst = rank ^ tmp_mask;
+                      
+             tree_root = rank >> k;
+             tree_root <<= k;
+                      
+             /* send only if this proc has data and destination
+                doesn't have data. at any step, multiple processes
+                can send if they have the data */
+
+             if ((dst > rank)
+                 && (rank < tree_root + num_procs_completed)
+                 && (dst >= tree_root + num_procs_completed))
+               {
+                 MPI_Send(tmp_buff + dst_tree_root * send_increment,
+                           last_recv_count, send_type, dst, tag, comm);
+
+               }
+          
+             /* recv only if this proc. doesn't have data and sender
+                has data */
+                     
+             else if ((dst < rank)
+                      && (dst < tree_root + num_procs_completed)
+                      && (rank >= tree_root + num_procs_completed))
+               {
+                 MPI_Recv(tmp_buff + dst_tree_root * send_increment,
+                           mask * num_procs * send_count, send_type, dst,
+                           tag, comm, &status);
+
+                 MPI_Get_count(&status, send_type, &last_recv_count);
+                 curr_size += last_recv_count;
+               }
+
+             tmp_mask >>= 1;
+             k--;
+           }
+       }
+
+      mask <<= 1;
+      i++;
+    }
+
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+     MPI_Sendrecv(tmp_buff + (rank + i * num_procs) * send_count * extent,
+                   send_count, send_type, rank, tag,
+                   recv_ptr + (i * recv_count * extent),
+                   recv_count, recv_type, rank, tag, comm, &status);
+  free(tmp_buff);
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-ring-light-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-ring-light-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2508ed1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,72 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_ring_light_barrier
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works in P - 1 steps. In step i, node j - i -> j -> j + i.
+           Light barriers are inserted between communications in different
+           phases.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_ring_light_barrier(void * send_buff, int send_count,
+                           MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+                           int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                           MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  MPI_Status s;
+  int i, src, dst, rank, num_procs, next_dst, next_src;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0;*/
+
+  char send_sync = 'a', recv_sync = 'b';
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;
+
+  MPI_Sendrecv(send_ptr + rank * send_chunk, send_count, send_type, rank, tag,
+              recv_ptr + rank * recv_chunk, recv_count, recv_type, rank, tag,
+              comm, &s);
+
+  for (i = 1; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = (rank - i + num_procs) % num_procs;
+      dst = (rank + i) % num_procs;
+      
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type,
+                  dst, tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count,
+                  recv_type, src, tag, comm, &s);
+
+      if ((i + 1) < num_procs)
+       {
+         next_src = (rank - (i + 1) + num_procs) % num_procs;
+         next_dst = (rank + (i + 1) + num_procs) % num_procs;
+         MPI_Sendrecv(&send_sync, 1, MPI_CHAR, next_src, tag,
+                      &recv_sync, 1, MPI_CHAR, next_dst, tag,
+                      comm, &s);
+         
+       }
+    }
+
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-ring-mpi-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-ring-mpi-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c5621b3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,57 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_ring_mpi_barrier
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works in P - 1 steps. In step i, node j - i -> j -> j + i.
+           MPI barriers are added between each two phases.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_ring_mpi_barrier(void * send_buff, int send_count,
+                           MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+                           int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                           MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status s;
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0, pof2 = 1;*/
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = (rank - i + num_procs) % num_procs;
+      dst = (rank + i) % num_procs;
+      
+      MPI_Barrier(comm);
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-ring-one-barrier.c b/src/smpi/colls/alltoall-ring-one-barrier.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..13bedcb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,54 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_ring
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works in P - 1 steps. In step i, node j - i -> j -> j + i.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_ring_one_barrier(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+                         void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+                         MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status s;
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0, pof2 = 1; */
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  MPI_Barrier(comm);
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = (rank - i + num_procs) % num_procs;
+      dst = (rank + i) % num_procs;
+      
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-ring.c b/src/smpi/colls/alltoall-ring.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e5e4e2b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,53 @@
+#include "colls.h"
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_ring
+
+ * Return: int
+
+ * Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Function works in P - 1 steps. In step i, node j - i -> j -> j + i.
+
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_ring(void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+             void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+             MPI_Comm comm)
+{
+  MPI_Status s;
+  MPI_Aint send_chunk, recv_chunk;
+  int i, src, dst, rank, num_procs;
+  int tag = 1, success = 1; /*, failure = 0, pof2 = 1*/;
+
+  char * send_ptr = (char *) send_buff;
+  char * recv_ptr = (char *) recv_buff;
+  
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Comm_size(comm, &num_procs);
+  MPI_Type_extent(send_type, &send_chunk);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &recv_chunk);
+
+  send_chunk *= send_count;
+  recv_chunk *= recv_count;  
+
+  for (i = 0; i < num_procs; i++)
+    {
+      src = (rank - i + num_procs) % num_procs;
+      dst = (rank + i) % num_procs;
+      
+      MPI_Sendrecv(send_ptr + dst * send_chunk, send_count, send_type, dst,
+                  tag, recv_ptr + src * recv_chunk, recv_count, recv_type,
+                  src, tag, comm, &s);
+    }
+  return success;
+}
diff --git a/src/smpi/colls/alltoall-simple.c b/src/smpi/colls/alltoall-simple.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..df2be4e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,126 @@
+#include "colls.h"
+
+/*****************************************************************************
+
+ * Function: alltoall_spreading_simple
+
+ * Return: int
+
+ *  Inputs:
+    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: communicator
+
+ * Descrp: Let i -> j denote the communication from node i to node j. The
+          order of communications for node i is i -> i + 1, i -> i + 2, ...,
+          i -> (i + p -1) % P.
+ * Auther: Ahmad Faraj
+
+ ****************************************************************************/
+int
+smpi_coll_tuned_alltoall_simple(void * send_buff, int send_count,
+               MPI_Datatype send_type, void * recv_buff,
+               int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+               MPI_Comm comm)
+{
+  int i, rank, size, nreqs, err, src, dst, tag = 101;
+  char *psnd;
+  char *prcv;
+  MPI_Aint sndinc;
+  MPI_Aint rcvinc;
+  MPI_Request *req;
+  MPI_Request *preq;
+  MPI_Request *qreq;
+  MPI_Status s, * statuses;
+
+
+  MPI_Comm_size(comm, &size);
+  MPI_Comm_rank(comm, &rank);
+  MPI_Type_extent(send_type, &sndinc);
+  MPI_Type_extent(recv_type, &rcvinc);
+  sndinc *= send_count;
+  rcvinc *= recv_count;
+
+  /* Allocate arrays of requests. */
+
+  nreqs = 2 * (size - 1);
+  if (nreqs > 0)
+    {
+      req = (MPI_Request *) malloc(nreqs * sizeof(MPI_Request));
+      statuses = (MPI_Status *) malloc(nreqs * sizeof(MPI_Status));
+      if (!req || !statuses)
+       {
+         free(req);
+         free(statuses);
+         return 0;
+       }
+    }
+  else
+    req = 0;
+
+  /* simple optimization */
+
+  psnd = ((char *) send_buff) + (rank * sndinc);
+  prcv = ((char *) recv_buff) + (rank * rcvinc);
+  MPI_Sendrecv (psnd, send_count, send_type, rank, tag,
+               prcv, recv_count, recv_type,
+               rank, tag, comm, &s);
+
+
+  /* Initiate all send/recv to/from others. */
+
+  preq = req;
+  qreq = req + size - 1;
+  prcv = (char*) recv_buff;
+  psnd = (char*) send_buff;
+  for (i = 0; i < size; i++)
+    {
+      src = dst = (rank + i) % size;
+      if (src == rank) continue;
+      if (dst == rank) continue;      
+      MPI_Recv_init(prcv + (src * rcvinc), recv_count, recv_type, src,
+                   tag, comm, preq++);
+      MPI_Send_init(psnd + (dst * sndinc), send_count, send_type, dst,
+                   tag, comm, qreq++);
+    }
+
+  /* Start all the requests. */
+
+  err = MPI_Startall(nreqs, req);
+
+  /* Wait for them all. */
+
+  err = MPI_Waitall(nreqs, req, statuses);
+
+  if (err != MPI_SUCCESS) {
+    if (req)
+      free((char *) req);
+    return err;
+  }
+
+  for (i = 0, preq = req; i < nreqs; ++i, ++preq) {
+    err = MPI_Request_free(preq);
+    if (err != MPI_SUCCESS) {
+      if (req)
+       free((char *) req);
+      if (statuses)
+       free(statuses);
+      return err;
+    }
+  }
+
+  /* All done */
+
+  if (req)
+    free((char *) req);
+  if (statuses)
+    free(statuses);
+  return (1);
+}
+
+
diff --git a/src/smpi/colls/colls.h b/src/smpi/colls/colls.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..15d28ff
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,66 @@
+#ifndef SMPI_COLLS_H
+#define SMPI_COLLS_H
+
+#include "smpi/mpi.h"
+#include "xbt.h"
+
+int smpi_coll_tuned_alltoall_2dmesh(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_3dmesh(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+/*int smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);*/
+int smpi_coll_tuned_alltoall_pair(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_pair_light_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_pair_mpi_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_pair_one_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_rdb(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ring(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ring_light_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ring_mpi_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ring_one_barrier(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+int smpi_coll_tuned_alltoall_simple(
+  void * send_buff, int send_count, MPI_Datatype send_type,
+  void * recv_buff, int recv_count, MPI_Datatype recv_type,
+  MPI_Comm comm);
+
+
+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);
+
+#endif
index d5b577c..43f8c36 100644 (file)
@@ -239,6 +239,10 @@ void nary_tree_bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int root,
                      MPI_Comm comm, int arity);
 void nary_tree_barrier(MPI_Comm comm, int arity);
 
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ompi(void *sendbuf, int sendcount,
+                                      MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
+                                      int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
+                                      MPI_Comm comm);
 int smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(void *sendbuf, int sendcount,
                                    MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
                                    int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
index 7798de8..af699b9 100644 (file)
 #include <assert.h>
 
 #include "private.h"
+#include "colls/colls.h"
+
+s_mpi_coll_description_t mpi_coll_alltoall_description[] = {
+  {"ompi",
+   "Ompi alltoall default collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ompi},
+
+  {"2dmesh",
+   "Alltoall 2dmesh collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_2dmesh},
+  {"3dmesh",
+   "Alltoall 3dmesh collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_3dmesh},
+  /*{"bruck",
+   "Alltoall Bruck collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_bruck},*/
+  {"pair",
+   "Alltoall pair collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_pair},
+  {"pair_light_barrier",
+   "Alltoall pair_light_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_pair_light_barrier},
+  {"pair_mpi_barrier",
+   "Alltoall pair_mpi_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_pair_mpi_barrier},
+  {"rdb",
+   "Alltoall rdb collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_rdb},
+  {"ring",
+   "Alltoall ring collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ring},
+  {"ring_light_barrier",
+   "Alltoall ring_light_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ring_light_barrier},
+  {"ring_light_barrier",
+   "Alltoall ring_light_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ring_light_barrier},
+  {"ring_mpi_barrier",
+   "Alltoall ring_mpi_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ring_mpi_barrier},
+  {"ring_one_barrier",
+   "Alltoall ring_one_barrier collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_ring_one_barrier},
+  {"simple",
+   "Alltoall simple collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_simple},
+
+  {"bruck",
+   "Alltoall Bruck (SG) collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_bruck},
+  {"basic_linear",
+   "Alltoall basic linear (SG) collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_basic_linear},
+  {"pairwise",
+   "Alltoall pairwise (SG) collective",
+   smpi_coll_tuned_alltoall_pairwise},
+
+  {NULL, NULL, NULL}      /* this array must be NULL terminated */
+};
+
+s_mpi_coll_description_t mpi_coll_allgather_description[] = {
+  {"default",
+   "allgather default collective",
+   smpi_mpi_gather},
+
+  {NULL, NULL, NULL}      /* this array must be NULL terminated */
+};
+
+
+/** Displays the long description of all registered models, and quit */
+void coll_help(const char *category, s_mpi_coll_description_t * table)
+{
+  int i;
+  printf("Long description of the %s models accepted by this simulator:\n",
+         category);
+  for (i = 0; table[i].name; i++)
+    printf("  %s: %s\n", table[i].name, table[i].description);
+}
+
+int find_coll_description(s_mpi_coll_description_t * table,
+                           const char *name)
+{
+  int i;
+  char *name_list = NULL;
+
+  for (i = 0; table[i].name; i++)
+    if (!strcmp(name, table[i].name)) {
+      return i;
+    }
+  name_list = strdup(table[0].name);
+  for (i = 1; table[i].name; i++) {
+    name_list =
+        xbt_realloc(name_list,
+                    strlen(name_list) + strlen(table[i].name) + 3);
+    strcat(name_list, ", ");
+    strcat(name_list, table[i].name);
+  }
+  xbt_die("Model '%s' is invalid! Valid models are: %s.", name, name_list);
+  return -1;
+}
+
+
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_coll, smpi,
                                 "Logging specific to SMPI (coll)");
@@ -192,6 +294,32 @@ void nary_tree_barrier(MPI_Comm comm, int arity)
   free_tree(tree);
 }
 
+int smpi_coll_tuned_alltoall_ompi(void *sendbuf, int sendcount,
+                                   MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf,
+                                   int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
+                                   MPI_Comm comm)
+{
+  int size, sendsize;  
+  size = smpi_comm_size(comm); 
+  sendsize = smpi_datatype_size(sendtype) * sendcount; 
+  if (sendsize < 200 && size > 12) {
+    return
+        smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(sendbuf, sendcount, sendtype,
+                                       recvbuf, recvcount, recvtype,
+                                       comm);
+  } else if (sendsize < 3000) {
+    return
+        smpi_coll_tuned_alltoall_basic_linear(sendbuf, sendcount,
+                                              sendtype, recvbuf,
+                                              recvcount, recvtype, comm);
+  } else {
+    return
+        smpi_coll_tuned_alltoall_pairwise(sendbuf, sendcount, sendtype,
+                                          recvbuf, recvcount, recvtype,
+                                          comm);
+  }
+}
+
 /**
  * Alltoall Bruck
  *
@@ -261,7 +389,7 @@ int smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(void *sendbuf, int sendcount,
 }
 
 /**
- * Alltoall basic_linear
+ * Alltoall basic_linear (STARMPI:alltoall-simple)
  **/
 int smpi_coll_tuned_alltoall_basic_linear(void *sendbuf, int sendcount,
                                           MPI_Datatype sendtype,
index 46f1abd..002ece0 100644 (file)
@@ -13,6 +13,18 @@ XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smpi_mpi, smpi,
 
 int MPI_Init(int *argc, char ***argv)
 {
+  int alltoall_id = find_coll_description(mpi_coll_alltoall_description,
+                                          sg_cfg_get_string("smpi/alltoall"));
+  mpi_coll_alltoall_fun = (int (*)(void *, int, MPI_Datatype,
+                                  void*, int, MPI_Datatype, MPI_Comm))
+                         mpi_coll_alltoall_description[alltoall_id].coll;
+
+  int allgather_id = find_coll_description(mpi_coll_allgather_description,
+                                           sg_cfg_get_string("smpi/allgather"));
+  mpi_coll_allgather_fun = (int (*)(void *, int, MPI_Datatype,
+                                   void*, int, MPI_Datatype, MPI_Comm))
+                          mpi_coll_allgather_description[allgather_id].coll;
+
   return PMPI_Init(argc, argv);
 }
 
index 3707670..58cfb15 100644 (file)
@@ -1917,7 +1917,7 @@ int PMPI_Alltoall(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
                  void *recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
                  MPI_Comm comm)
 {
-  int retval, size, sendsize;
+  int retval;
 
   smpi_bench_end();
 #ifdef HAVE_TRACING
@@ -1931,24 +1931,7 @@ int PMPI_Alltoall(void *sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,
              || recvtype == MPI_DATATYPE_NULL) {
     retval = MPI_ERR_TYPE;
   } else {
-    size = smpi_comm_size(comm);
-    sendsize = smpi_datatype_size(sendtype) * sendcount;
-    if (sendsize < 200 && size > 12) {
-      retval =
-          smpi_coll_tuned_alltoall_bruck(sendbuf, sendcount, sendtype,
-                                         recvbuf, recvcount, recvtype,
-                                         comm);
-    } else if (sendsize < 3000) {
-      retval =
-          smpi_coll_tuned_alltoall_basic_linear(sendbuf, sendcount,
-                                                sendtype, recvbuf,
-                                                recvcount, recvtype, comm);
-    } else {
-      retval =
-          smpi_coll_tuned_alltoall_pairwise(sendbuf, sendcount, sendtype,
-                                            recvbuf, recvcount, recvtype,
-                                            comm);
-    }
+    retval = mpi_coll_alltoall_fun(sendbuf, sendcount, sendtype, recvbuf, recvcount, recvtype, comm);
   }
 #ifdef HAVE_TRACING
   TRACE_smpi_collective_out(rank, -1, __FUNCTION__);