Robust/src/Benchmarks/Prefetch/Em3d/dsm/Em3d2.java

   1 /**
   2  *
   3  *
   4  * Java implementation of the <tt>em3d</tt> Olden benchmark.  This Olden
   5  * benchmark models the propagation of electromagnetic waves through
   6  * objects in 3 dimensions. It is a simple computation on an irregular
   7  * bipartite graph containing nodes representing electric and magnetic
   8  * field values.
   9  *
  10  * <p><cite>
  11  * D. Culler, A. Dusseau, S. Goldstein, A. Krishnamurthy, S. Lumetta, T. von
  12  * Eicken and K. Yelick. "Parallel Programming in Split-C".  Supercomputing
  13  * 1993, pages 262-273.
  14  * </cite>
  15  **/
  16 public class Em3d extends Thread
  17 {
  18
  19   /**
  20    * The number of nodes (E and H)
  21    **/
  22   private int numNodes;
  23   /**
  24    * The out-degree of each node.
  25    **/
  26   private int numDegree;
  27   /**
  28    * The number of compute iterations
  29    **/
  30   private int numIter;
  31   /**
  32    * Should we print the results and other runtime messages
  33    **/
  34   private boolean printResult;
  35   /**
  36    * Print information messages?
  37    **/
  38   private boolean printMsgs;
  39
  40   BiGraph bg;
  41   int upperlimit;
  42   int lowerlimit;
  43   Barrier mybarr;
  44
  45   public Em3d() {
  46     numNodes = 0;
  47     numDegree = 0;
  48     numIter = 1;
  49     printResult = false;
  50     printMsgs = false;
  51   }
  52
  53   public Em3d(BiGraph bg, int lowerlimit, int upperlimit, int numIter, Barrier mybarr) {
  54     this.bg = bg;
  55     this.lowerlimit = lowerlimit;
  56     this.upperlimit = upperlimit;
  57     this.numIter = numIter;
  58     this.mybarr = mybarr;
  59   }
  60
  61   public void run() {
  62     int iteration;
  63     Barrier barr;
  64     Node enodebase;
  65     Node hnodebase;
  66
  67     atomic {
  68       iteration = numIter;
  69       barr=mybarr;
  70     }
  71     atomic {
  72         enodebase=bg.eNodes;
  73         hnodebase=bg.hNodes;
  74         for(int j = 0; j<lowerlimit; j++){
  75             enodebase = enodebase.next;
  76             hnodebase = hnodebase.next;
  77         }
  78     }
  79
  80     for (int i = 0; i < iteration; i++) {
  81       /* for  eNodes */
  82         atomic {
  83             Node n = enodebase;
  84             for(int j = lowerlimit; j<upperlimit; j++) {
  85                 for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
  86                     n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
  87                 }
  88                 n = n.next;
  89             }
  90         }
  91
  92         Barrier.enterBarrier(barr);
  93         System.clearPrefetchCache();
  94
  95         /* for  hNodes */
  96         atomic {
  97             Node n = hnodebase;
  98             for(int j = lowerlimit; j<upperlimit; j++) {
  99                 for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
 100                     n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
 101                 }
 102                 n=n.next;
 103             }
 104         }
 105         Barrier.enterBarrier(barr);
 106         System.clearPrefetchCache();
 107     }
 108   }
 109
 110   /**
 111    * The main roitine that creates the irregular, linked data structure
 112    * that represents the electric and magnetic fields and propagates the
 113    * waves through the graph.
 114    * @param args the command line arguments
 115    **/
 116   public static void main(String args[]) {
 117     Em3d em = new Em3d();
 118     Em3d.parseCmdLine(args, em);
 119     if (em.printMsgs)
 120       System.printString("Initializing em3d random graph...\n");
 121     long start0 = System.currentTimeMillis();
 122     int numThreads = 2;
 123     int[] mid = new int[numThreads];
 124     mid[0] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|78;
 125     mid[1] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|79;
 126     System.printString("DEBUG -> numThreads = " + numThreads+"\n");
 127     Barrier mybarr;
 128     atomic {
 129       mybarr = global new Barrier(numThreads);
 130     }
 131     BiGraph graph;
 132     Random rand = new Random(783);
 133     atomic {
 134       graph =  BiGraph.create(em.numNodes, em.numDegree, em.printResult, rand);
 135     }
 136
 137     long end0 = System.currentTimeMillis();
 138
 139     // compute a single iteration of electro-magnetic propagation
 140     if (em.printMsgs)
 141       System.printString("Propagating field values for " + em.numIter +
 142           " iteration(s)...\n");
 143     long start1 = System.currentTimeMillis();
 144     Em3d[] em3d;
 145     atomic {
 146       em3d = global new Em3d[numThreads];
 147       em3d[0] = global new Em3d(graph, 0, em.numNodes/2, em.numIter, mybarr);
 148       em3d[1] = global new Em3d(graph, (em.numNodes/2) + 1, em.numNodes, em.numIter, mybarr);
 149     }
 150
 151     Em3d tmp;
 152     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 153       atomic {
 154         tmp = em3d[i];
 155       }
 156       tmp.start(mid[i]);
 157     }
 158
 159     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 160       atomic {
 161         tmp = em3d[i];
 162       }
 163       tmp.join();
 164     }
 165     long end1 = System.currentTimeMillis();
 166
 167     // print current field values
 168     if (em.printResult) {
 169       StringBuffer retval = new StringBuffer();
 170       double dvalue;
 171       atomic {
 172         dvalue = graph.hNodes.value;
 173       }
 174       int intvalue = (int)dvalue;
 175     }
 176
 177     if (em.printMsgs) {
 178       System.printString("EM3D build time "+ (long)((end0 - start0)/1000.0) + "\n");
 179       System.printString("EM3D compute time " + (long)((end1 - start1)/1000.0) + "\n");
 180       System.printString("EM3D total time " + (long)((end1 - start0)/1000.0) + "\n");
 181     }
 182     System.printString("Done!"+ "\n");
 183   }
 184
 185
 186   /**
 187    * Parse the command line options.
 188    * @param args the command line options.
 189    **/
 190
 191   public static void parseCmdLine(String args[], Em3d em)
 192   {
 193     int i = 0;
 194     String arg;
 195
 196     while (i < args.length && args[i].startsWith("-")) {
 197       arg = args[i++];
 198
 199       // check for options that require arguments
 200       if (arg.equals("-N")) {
 201         if (i < args.length) {
 202                 em.numNodes = new Integer(args[i++]).intValue();
 203         }
 204       } else if (arg.equals("-d")) {
 205         if (i < args.length) {
 206                 em.numDegree = new Integer(args[i++]).intValue();
 207         }
 208       } else if (arg.equals("-i")) {
 209         if (i < args.length) {
 210             em.numIter = new Integer(args[i++]).intValue();
 211         }
 212       } else if (arg.equals("-p")) {
 213               em.printResult = true;
 214       } else if (arg.equals("-m")) {
 215               em.printMsgs = true;
 216       } else if (arg.equals("-h")) {
 217         em.usage();
 218       }
 219     }
 220
 221     if (em.numNodes == 0 || em.numDegree == 0)
 222       em.usage();
 223   }
 224
 225   /**
 226    * The usage routine which describes the program options.
 227    **/
 228   public void usage()
 229   {
 230     System.printString("usage: java Em3d -N <nodes> -d <degree> [-p] [-m] [-h]\n");
 231     System.printString("    -N the number of nodes\n");
 232     System.printString("    -d the out-degree of each node\n");
 233     System.printString("    -i the number of iterations\n");
 234     System.printString("    -p (print detailed results\n)");
 235     System.printString("    -m (print informative messages)\n");
 236     System.printString("    -h (this message)\n");
 237   }
 238
 239 }