7. Передача от всех одному и рассылка (allreduce)

main.cpp

@@ -0,0 +1,106 @@
+#include "mpi.h"
+#include <iostream>
+#include <assert.h>
+#include "locale"
+
+float *create_rand_nums(int num_elements) // Создание массива случайных чисел. 
+{
+	float *rand_nums = new float[num_elements];
+	for (int i = 0; i < num_elements; i++)
+		rand_nums[i] = (rand() / (float)RAND_MAX);
+	return rand_nums;
+}
+
+int MY_MPI_Bcast_binominal_tree(void *buffer, int count, MPI_Datatype datatype, int root, MPI_Comm comm) // Реализация bcast через алгоритм биномиального дерева
+{
+	int proc_num, proc_rank;	// переменные для хранения ранга этого процесса и количества процессов
+	MPI_Status status;			// статус для MPI_Recv
+	int relative_rank;			// относительный ранг
+	int mask;					// маска
+	int src, dst;
+	MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &proc_num);	
+	MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &proc_rank);	
+
+	if (proc_num == 1) return 0;
+	if (root <= proc_rank)
+		relative_rank = proc_rank - root;
+	else
+		relative_rank = proc_rank - root + proc_num;
+	mask = 0x1; // присваиваем переменной бинарное значение 1 
+	while (mask < proc_num)
+	{
+		if ((relative_rank & mask) != 0)
+		{
+
+			src = proc_rank - mask;
+			if (src < 0) src = src + proc_num;
+			MPI_Recv(buffer, count, datatype, src, 0, comm, &status);
+			break;
+		}
+		mask <<= 1;
+	}
+	mask >>= 1;
+	while (mask > 0)
+	{
+		if ((relative_rank + mask) < proc_num)
+		{
+			dst = proc_rank + mask;
+			if (dst >= proc_num) dst = dst - proc_num;
+			MPI_Send(buffer, count, datatype, dst, 0, comm);
+		}
+		mask >>= 1;
+	}
+	return 1;
+}
+
+int MY_MPI_Allreduce(const void *sendbuf, void *recvbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm) // Реализация MPI_Allreduce
+{
+	int root = 0;
+	MPI_Reduce(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, root, comm); // Сбор данных от всех к одному
+	MY_MPI_Bcast_binominal_tree(recvbuf, count, datatype, root, comm); // Функция Bcast основанная на биноминальных деревьях
+	return 1;
+}
+
+
+int main(int argc, char* argv[])
+{
+	int num_elements_per_proc;	// количество элементов на процесс
+	int proc_num, proc_rank;	// переменные для хранения ранга этого процесса и количества процессов
+	float *rand_nums;			// указатель на буфер, в котором должны храниться сгенерированные числа
+	float local_sum;			// локальная сумма чисел	
+	float global_sum;			// глобальная сумма чисел
+	const int root = 0;			// корневой процесс root	
+	double start_time;			// время начала   
+	double end_time;			// время окончания 
+
+	MPI_Init(&argc, &argv);
+	MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &proc_num);	
+	MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &proc_rank);	
+	if (argc == 2)
+	{
+		start_time = MPI_Wtime();
+		num_elements_per_proc = atoi(argv[1]);
+		srand(time(NULL)*proc_rank);   
+		rand_nums = new float[proc_num];
+		rand_nums = create_rand_nums(num_elements_per_proc);
+		local_sum = 0;
+		for (int i = 0; i < num_elements_per_proc; i++)	local_sum += rand_nums[i];
+		global_sum = 0;
+		MY_MPI_Allreduce(&local_sum, &global_sum, 1, MPI_FLOAT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
+		printf("Process %d, local_sum=%f, local_avg=%f, global_sum=%f, global_avg=%f\n", proc_rank, local_sum, local_sum / num_elements_per_proc, global_sum, global_sum / (proc_num * num_elements_per_proc));
+		free(rand_nums);
+	}
+	else
+	{
+		// Если аргументов нет или их больше 2 
+		if (proc_rank == root) 
+		{
+			printf("Enter: avg num_elements_per_proc\n");
+		}
+	}
+	end_time = MPI_Wtime();
+	if (proc_rank == root)
+		printf("\nTime spent: %lf\n", end_time - start_time);
+	MPI_Finalize();
+	return 0;
+}