src/smpi/colls/reduce/reduce-mvapich-knomial.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2022. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 /*
   8  * Copyright (c) 2004-2005 The Trustees of Indiana University and Indiana
   9  *                         University Research and Technology
  10  *                         Corporation.  All rights reserved.
  11  * Copyright (c) 2004-2012 The University of Tennessee and The University
  12  *                         of Tennessee Research Foundation.  All rights
  13  *                         reserved.
  14  * Copyright (c) 2004-2005 High Performance Computing Center Stuttgart,
  15  *                         University of Stuttgart.  All rights reserved.
  16  * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of the University of California.
  17  *                         All rights reserved.
  18  * Copyright (c) 2008      Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  19  * Copyright (c) 2009      University of Houston. All rights reserved.
  20  *
  21  * Additional copyrights may follow
  22  */
  23
  24 /*
  25  *
  26  *  (C) 2001 by Argonne National Laboratory.
  27  *      See COPYRIGHT in top-level directory.
  28  */
  29 /* Copyright (c) 2001-2014, The Ohio State University. All rights
  30  * reserved.
  31  *
  32  * This file is part of the MVAPICH2 software package developed by the
  33  * team members of The Ohio State University's Network-Based Computing
  34  * Laboratory (NBCL), headed by Professor Dhabaleswar K. (DK) Panda.
  35  *
  36  * For detailed copyright and licensing information, please refer to the
  37  * copyright file COPYRIGHT in the top level MVAPICH2 directory.
  38  *
  39  */
  40
  41 #include "../colls_private.hpp"
  42 #include <algorithm>
  43
  44 extern int mv2_reduce_intra_knomial_factor;
  45 extern int mv2_reduce_inter_knomial_factor;
  46
  47 #define SMPI_DEFAULT_KNOMIAL_FACTOR 4
  48
  49 //        int mv2_reduce_knomial_factor = 2;
  50
  51
  52
  53 static int MPIR_Reduce_knomial_trace(int root, int reduce_knomial_factor,
  54         MPI_Comm comm, int *dst, int *expected_send_count,
  55         int *expected_recv_count, int **src_array)
  56 {
  57     int mask=0x1, k, comm_size, src, rank, relative_rank, lroot=0;
  58     int orig_mask=0x1;
  59     int recv_iter=0, send_iter=0;
  60     int* knomial_reduce_src_array = nullptr;
  61     comm_size =  comm->size();
  62     rank = comm->rank();
  63
  64     lroot = root;
  65     relative_rank = (rank - lroot + comm_size) % comm_size;
  66
  67     /* First compute to whom we need to send data */
  68     while (mask < comm_size) {
  69         if (relative_rank % (reduce_knomial_factor*mask)) {
  70             *dst = relative_rank/(reduce_knomial_factor*mask)*
  71                 (reduce_knomial_factor*mask)+root;
  72             if (*dst >= comm_size) {
  73                 *dst -= comm_size;
  74             }
  75             send_iter++;
  76             break;
  77         }
  78         mask *= reduce_knomial_factor;
  79     }
  80     mask /= reduce_knomial_factor;
  81
  82     /* Now compute how many children we have in the knomial-tree */
  83     orig_mask = mask;
  84     while (mask > 0) {
  85         for(k=1;k<reduce_knomial_factor;k++) {
  86             if (relative_rank + mask*k < comm_size) {
  87                 recv_iter++;
  88             }
  89         }
  90         mask /= reduce_knomial_factor;
  91     }
  92
  93     /* Finally, fill up the src array */
  94     if(recv_iter > 0) {
  95       knomial_reduce_src_array = new int[recv_iter];
  96     }
  97
  98     mask = orig_mask;
  99     recv_iter=0;
 100     while (mask > 0) {
 101         for(k=1;k<reduce_knomial_factor;k++) {
 102             if (relative_rank + mask*k < comm_size) {
 103                 src = rank + mask*k;
 104                 if (src >= comm_size) {
 105                     src -= comm_size;
 106                 }
 107                 knomial_reduce_src_array[recv_iter++] = src;
 108             }
 109         }
 110         mask /= reduce_knomial_factor;
 111     }
 112
 113     *expected_recv_count = recv_iter;
 114     *expected_send_count = send_iter;
 115     *src_array = knomial_reduce_src_array;
 116     return 0;
 117 }
 118
 119 namespace simgrid::smpi {
 120 int reduce__mvapich2_knomial(
 121         const void *sendbuf,
 122         void *recvbuf,
 123         int count,
 124         MPI_Datatype datatype,
 125         MPI_Op op,
 126         int root,
 127         MPI_Comm comm)
 128 {
 129     int mpi_errno = MPI_SUCCESS;
 130     int rank;
 131     int src, k;
 132     MPI_Request send_request;
 133     int index=0;
 134     MPI_Aint true_lb, true_extent, extent;
 135     MPI_Status status;
 136     int recv_iter=0, dst=-1, expected_send_count, expected_recv_count;
 137     int* src_array = nullptr;
 138
 139     if (count == 0) return MPI_SUCCESS;
 140
 141     rank = comm->rank();
 142
 143     /* Create a temporary buffer */
 144
 145     datatype->extent(&true_lb, &true_extent);
 146     extent = datatype->get_extent();
 147
 148     bool is_commutative = (op == MPI_OP_NULL || op->is_commutative());
 149
 150     if (rank != root) {
 151         recvbuf = (void*)smpi_get_tmp_recvbuffer(count * std::max(extent, true_extent));
 152         recvbuf = (void *)((char*)recvbuf - true_lb);
 153     }
 154
 155     if ((rank != root) || (sendbuf != MPI_IN_PLACE)) {
 156         mpi_errno = Datatype::copy(sendbuf, count, datatype, recvbuf,
 157                 count, datatype);
 158     }
 159
 160
 161     if(mv2_reduce_intra_knomial_factor<0)
 162       {
 163         mv2_reduce_intra_knomial_factor = SMPI_DEFAULT_KNOMIAL_FACTOR;
 164       }
 165     if(mv2_reduce_inter_knomial_factor<0)
 166       {
 167         mv2_reduce_inter_knomial_factor = SMPI_DEFAULT_KNOMIAL_FACTOR;
 168       }
 169
 170
 171     MPIR_Reduce_knomial_trace(root, mv2_reduce_intra_knomial_factor, comm,
 172            &dst, &expected_send_count, &expected_recv_count, &src_array);
 173
 174     if(expected_recv_count > 0 ) {
 175       auto** tmp_buf = new unsigned char*[expected_recv_count];
 176       auto* requests = new MPI_Request[expected_recv_count];
 177       for (k = 0; k < expected_recv_count; k++) {
 178         tmp_buf[k] = smpi_get_tmp_sendbuffer(count * std::max(extent, true_extent));
 179         tmp_buf[k] = tmp_buf[k] - true_lb;
 180         }
 181
 182         while(recv_iter  < expected_recv_count) {
 183             src = src_array[expected_recv_count - (recv_iter+1)];
 184
 185             requests[recv_iter]=Request::irecv (tmp_buf[recv_iter], count, datatype ,src,
 186                     COLL_TAG_REDUCE, comm);
 187             recv_iter++;
 188
 189         }
 190
 191         recv_iter=0;
 192         while(recv_iter < expected_recv_count) {
 193             index=Request::waitany(expected_recv_count, requests,
 194                     &status);
 195             recv_iter++;
 196
 197             if (is_commutative) {
 198               if(op!=MPI_OP_NULL) op->apply( tmp_buf[index], recvbuf, &count, datatype);
 199             }
 200         }
 201
 202         for(k=0; k < expected_recv_count; k++ ) {
 203             smpi_free_tmp_buffer(tmp_buf[k]);
 204         }
 205         delete[] tmp_buf;
 206         delete[] requests;
 207     }
 208
 209     if (src_array != nullptr) {
 210       delete[] src_array;
 211     }
 212
 213     if(rank != root) {
 214         send_request=Request::isend(recvbuf,count, datatype, dst,
 215                 COLL_TAG_REDUCE,comm);
 216
 217         Request::waitall(1, &send_request, &status);
 218
 219         smpi_free_tmp_buffer(static_cast<unsigned char*>(recvbuf) + true_lb);
 220     }
 221
 222     /* --END ERROR HANDLING-- */
 223
 224     return mpi_errno;
 225 }
 226 } // namespace simgrid::smpi