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    * The number of nodes (E and H)
  20    **/
  21   private int numNodes;
  22   /**
  23    * The out-degree of each node.
  24    **/
  25   private int numDegree;
  26   /**
  27    * The number of compute iterations
  28    **/
  29   private int numIter;
  30   /**
  31    * Should we print the results and other runtime messages
  32    **/
  33   private boolean printResult;
  34     /**
  35      * Print information messages?
  36      **/
  37   private boolean printMsgs;
  38
  39     int threadindex;
  40     int numThreads;
  41
  42   BiGraph bg;
  43   int upperlimit;
  44   int lowerlimit;
  45  //Barrier barr;
  46  String hostname;
  47     public Em3d() {
  48     }
  49
  50     public Em3d(BiGraph bg, int lowerlimit, int upperlimit, int numIter, int numDegree, int threadindex, String name) {
  51     this.bg = bg;
  52     this.lowerlimit = lowerlimit;
  53     this.upperlimit = upperlimit;
  54     this.numIter = numIter;
  55     this.hostname = name;
  56     this.numDegree = numDegree;
  57     this.threadindex=threadindex;
  58   }
  59
  60   public void run() {
  61     int iteration;
  62     Barrier barr;
  63     int degree;
  64     Random random;
  65
  66     barr = new Barrier(hostname);
  67     atomic {
  68         iteration = numIter;
  69         degree = numDegree;
  70         random = new Random(lowerlimit);
  71     }
  72
  73     atomic {
  74         //This is going to conflict badly...Minimize work here
  75         bg.allocateNodes ( lowerlimit, upperlimit, threadindex);
  76     }
  77     Barrier.enterBarrier(barr);
  78     System.clearPrefetchCache();
  79
  80     atomic {
  81         //initialize the eNodes
  82         bg.initializeNodes(bg.eNodes, bg.hNodes, lowerlimit, upperlimit, degree, random, threadindex);
  83     }
  84     Barrier.enterBarrier(barr);
  85
  86     atomic {
  87         //initialize the hNodes
  88         bg.initializeNodes(bg.hNodes, bg.eNodes, lowerlimit, upperlimit, degree, random, threadindex);
  89     }
  90     Barrier.enterBarrier(barr);
  91
  92     atomic {
  93         bg.makeFromNodes(bg.hNodes, lowerlimit, upperlimit, random);
  94     }
  95     Barrier.enterBarrier(barr);
  96
  97     atomic {
  98         bg.makeFromNodes(bg.eNodes, lowerlimit, upperlimit, random);
  99     }
 100     Barrier.enterBarrier(barr);
 101
 102     //Do the computation
 103     for (int i = 0; i < iteration; i++) {
 104         /* for  eNodes */
 105         atomic {
 106             for(int j = lowerlimit; j<upperlimit; j++) {
 107                 Node n = bg.eNodes[j];
 108
 109                 for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
 110                     n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
 111                 }
 112             }
 113         }
 114
 115         Barrier.enterBarrier(barr);
 116
 117         /* for  hNodes */
 118         atomic {
 119             for(int j = lowerlimit; j<upperlimit; j++) {
 120                 Node n = bg.hNodes[j];
 121                 for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
 122                     n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
 123                 }
 124             }
 125         }
 126         Barrier.enterBarrier(barr);
 127     }
 128   }
 129
 130   /**
 131    * The main roitine that creates the irregular, linked data structure
 132    * that represents the electric and magnetic fields and propagates the
 133    * waves through the graph.
 134    * @param args the command line arguments
 135    **/
 136   public static void main(String args[]) {
 137     Em3d em = new Em3d();
 138     Em3d.parseCmdLine(args, em);
 139     if (em.printMsgs)
 140       System.printString("Initializing em3d random graph...\n");
 141     long start0 = System.currentTimeMillis();
 142     int numThreads = em.numThreads;
 143     int[] mid = new int[4];
 144     String[] hostname;
 145     atomic {
 146       hostname = global new String[4];
 147       hostname[0] = global new String("128.195.175.79");
 148       hostname[1] =  global new String("128.195.175.73");
 149       hostname[2] = global new String("128.195.175.78");
 150       hostname[3] = global new String("128.195.175.69");
 151     }
 152     mid[0] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|79;//dw-1
 153     mid[1] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|73;//dw-2
 154     mid[2] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|78;
 155     mid[3] = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|69;
 156
 157     System.printString("DEBUG -> numThreads = " + numThreads+"\n");
 158     BarrierServer mybarr;
 159     BiGraph graph;
 160
 161
 162     // initialization step 1: allocate BiGraph
 163    // System.printString( "Allocating BiGraph.\n" );
 164
 165     atomic {
 166       mybarr = global new BarrierServer(numThreads);
 167       graph =  BiGraph.create(em.numNodes, em.numDegree, numThreads);
 168     }
 169
 170     Em3dWrap[] em3d=new Em3dWrap[numThreads];
 171     int increment = em.numNodes/numThreads;
 172
 173
 174     // initialization step 2: divide work of allocating nodes
 175     // System.printString( "Launching distributed allocation of nodes.\n" );
 176
 177     atomic {
 178       int base=0;
 179       for(int i=0;i<numThreads;i++) {
 180           Em3d tmp;
 181           if ((i+1)==numThreads)
 182               tmp = global new Em3d(graph, base, em.numNodes, em.numIter, em.numDegree, i, hostname[0]);
 183           else
 184               tmp = global new Em3d(graph, base, base+increment, em.numIter, em.numDegree, i, hostname[0]);
 185           em3d[i]=new Em3dWrap(tmp);
 186           base+=increment;
 187       }
 188     }
 189
 190     //TODO check if correct
 191     mybarr.start(mid[0]);
 192     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 193       em3d[i].em3d.start(mid[i]);
 194     }
 195
 196     mybarr.join();
 197     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 198       em3d[i].em3d.join();
 199     }
 200     System.printString("Done!"+ "\n");
 201   }
 202
 203
 204   /**
 205    * Parse the command line options.
 206    * @param args the command line options.
 207    **/
 208
 209   public static void parseCmdLine(String args[], Em3d em)
 210   {
 211     int i = 0;
 212     String arg;
 213
 214     while (i < args.length && args[i].startsWith("-")) {
 215       arg = args[i++];
 216
 217       // check for options that require arguments
 218       if (arg.equals("-N")) {
 219         if (i < args.length) {
 220                 em.numNodes = new Integer(args[i++]).intValue();
 221         }
 222       } else if (arg.equals("-T")) {
 223         if (i < args.length) {
 224                 em.numThreads = new Integer(args[i++]).intValue();
 225         }
 226       } else if (arg.equals("-d")) {
 227         if (i < args.length) {
 228                 em.numDegree = new Integer(args[i++]).intValue();
 229         }
 230       } else if (arg.equals("-i")) {
 231         if (i < args.length) {
 232             em.numIter = new Integer(args[i++]).intValue();
 233         }
 234       } else if (arg.equals("-p")) {
 235               em.printResult = true;
 236       } else if (arg.equals("-m")) {
 237               em.printMsgs = true;
 238       } else if (arg.equals("-h")) {
 239         em.usage();
 240       }
 241     }
 242
 243     if (em.numNodes == 0 || em.numDegree == 0)
 244       em.usage();
 245   }
 246
 247   /**
 248    * The usage routine which describes the program options.
 249    **/
 250   public void usage()
 251   {
 252     System.printString("usage: java Em3d -T <threads> -N <nodes> -d <degree> [-p] [-m] [-h]\n");
 253     System.printString("    -N the number of nodes\n");
 254     System.printString("    -T the number of threads\n");
 255     System.printString("    -d the out-degree of each node\n");
 256     System.printString("    -i the number of iterations\n");
 257     System.printString("    -p (print detailed results\n)");
 258     System.printString("    -m (print informative messages)\n");
 259     System.printString("    -h (this message)\n");
 260   }
 261
 262 }