home nsu nsulab NGU-2009 7201 ikuznecov nsulab smp4x64 NGU-2009 7201 i

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
/*
* /home/nsu/nsulab/NGU-2009/7201/ikuznecov/1.c
*
* nsulab@smp4x64:~/NGU-2009/7201/ikuznecov$ mpicc 1.c -DDEBUG
* nsulab@smp4x64:~/NGU-2009/7201/ikuznecov$ mpirun -np 4 ./a.out
* A0: 0.00 1.00 2.00 3.00
* A1: 4.00 5.00 6.00 7.00
* A3: 12.00 13.00 14.00 15.00
* A2: 8.00 9.00 10.00 11.00
* 6.00 6.00 6.00 6.00
* 22.00 22.00 22.00 22.00
* 38.00 38.00 38.00 38.00
* 54.00 54.00 54.00 54.00
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> /* memset */
#include <mpi.h>
#include <sys/time.h>
/* матрица NxN */
#define N 4
#define DIMS 1
int make_limits (int size, int *limits)
{
int i, n, max = 0;
memset(limits, 0, sizeof(int) * size);
for (i = 0; i < size; i++)
{
limits[i] = N / size; /* всем нодам одинаковое количество строк */
}
/* раздаём остаток */
n = N % size;
while (n > 0)
{
for (i = 0; i < size && n > 0; i++)
{
limits[i]++;
n--;
}
}
/* ищем размер самого большого куска, по нему будем выделять память для B */
for (i = 1; i < size; i++)
{
if (limits[i] > limits[max])
max = i;
}
return limits[max];
}
int main (int argc, char *argv[])
{
int i, j, k, l;
int offset = 0;
int current_lim = 0, max_lim = 0;
int *limits;
double *A, *B, *C;
int size, rank;
int dims[DIMS], periods[DIMS];
int src = 0, dst = 0;
MPI_Status st;
MPI_Comm ring;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
for (i = 0; i < DIMS; i++)
{
dims[i] = 0;
periods[i] = 1;
}
MPI_Dims_create(size, DIMS, dims);
MPI_Cart_create(MPI_COMM_WORLD, DIMS, dims, periods, 0, &ring); /* создаём коммуникатор с топологией "кольцо" */
MPI_Comm_rank(ring, &rank);
limits = malloc(sizeof(int)*size);
max_lim = make_limits(size, limits);
A = malloc(sizeof(double) * N * limits[rank]);
B = malloc(sizeof(double) * N * max_lim);
C = malloc(sizeof(double) * N * limits[rank]);
/* заполняем свои части (limits[rank] x N)
* матриц A (0.0, 1.0, 2.0, ...), B (1.0, 1.0, 1.0, ...) и C (0.0, 0.0, 0.0, ...)
*/
for(i = 0; i < limits[rank]; i++)
{
for(j = 0; j < N; j++)
{
A[i*N+j] = N*limits[rank]*rank + i*N + j;
B[i*N+j] = 1.;
C[i*N+j] = 0.;
}
}
#ifdef DEBUG
for (i = 0; i < limits[rank]; i++)
{
printf ("A%d: ", rank);
for (j = 0; j < N; j++)
printf("%.2f ", A[i*N+j]);
printf("\n");
}
#endif
for (i = 0, offset = 0; i < rank; i++)
offset += limits[i]; /* сдвиг в матрице до текущей ноды */
current_lim = limits[rank]; /* нужен в отдельной памяти, т.к. будет передаваться */
for (l = 0; l < size; l++) /* по всем нодам, считаем произведение текущих кусков A и B; передаем матрицу B и её размер по кругу */
{
for (i = 0; i < limits[rank]; i++)
for (j = 0; j < current_lim; j++)
for (k = 0; k < N; k++)
C[i*N+j+offset] += A[i*N+k] * B[j*N+k];
offset = (offset + current_lim) % N;
MPI_Cart_shift(ring, 0, -1, &src, &dst); /* узнаём ранк предыдущей и следующей по кольцу нод */
MPI_Sendrecv_replace(B, max_lim*N, MPI_DOUBLE, dst, 1, src, 1, ring, &st);
MPI_Sendrecv_replace(&current_lim, 1, MPI_INT, dst, 2, src, 2, ring, &st);
}
for(k = 0; k < size; k++)
{
MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); /* ждём пока все ноды дойдут до барьера */
if (k == rank) /* каждая нода по порядку выводит свою часть матрицы C */
{
for (i = 0; i < limits[k]; i++)
{
for (j = 0; j < N; j++)
printf ("%.2f ", C[i*N+j]);
printf ("\n");
}
}
fflush(stdout);
MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
}
free(A);
free(B);
free(C);
free(limits);
MPI_Comm_free(&ring);
MPI_Finalize();
return 0;
}