Comunicadores Colectivos BARRIER Esta es una de las primeras que ya vimos. Bloquea todos los procesos hasta que todos los procesos del Comm la llaman.

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1 Comunicadores Colectivos BARRIER Esta es una de las primeras que ya vimos. Bloquea todos los procesos hasta que todos los procesos del Comm la llaman. MPI_BARRIER( MPI_COMM_WORLD) BROADCAST un mensaje para todos los procesos (incluido el mismo) del COMM definido MPI_BCAST( &a/buffer, count, MPI_FLOAT/datatype, root, comm) &a/buffer en donde se almacena lo enviado count numeros de envios (INT) MPI_FLOAT/datatype tipo de dato enviado (handle) root rango del que envia (INT) comm communicador (handle)

2 Comunicadores Colectivos REDUCE al buffer datos de todos los procesos al root utilizando un tipo definido de operación MPI_REDUCE(&integral/sendbuffer, &total/recvbuffer, count, datatype, op, root, comm) sendbuffer dirección de inicio recvbuffer dirección de recepción count número de datos enviados datatype tipo de datos enviados op tipo de operación (handle) MPI_MAX MPI_MIN MPI_SUM MPI_ PROD MPI_LAND MPI_LOR etc.

3 if(my_rank==0) { a=0; b=1; n=1000; } (I/O en MPI) void GeneraVectores( if (my_rank == 0) { in = fopen("datos.txt","r+"); Truco Generador de vectores/matrices/datos interno

4 if (my_rank != 0) { source = 0; MPI_Recv(&a, 1, MPI_FLOAT, source, tag, MPI_COMM_WORLD,&status); MPI_Recv(&b, 1, MPI_FLOAT, source, tag, MPI_COMM_WORLD,&status); MPI_Recv(&n, 1, MPI_INT, source, tag, MPI_COMM_WORLD,&status); } else { for (dest = 1; dest < p; dest++) { MPI_Send(&a, 1, MPI_FLOAT, dest, tag,MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(&b, 1, MPI_FLOAT, dest, tag,MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(&n, 1, MPI_INT, dest, tag,MPI_COMM_WORLD); } } h = (b-a)/(n*p); local_n = n; local_a = a + my_rank * (local_n*h); local_b = local_a + (local_n*h); integral_local = Trap(local_a, local_b, local_n, h); error_local = Error_Trap(local_a, local_b, local_n, h); if (my_rank != 0) { dest = 0; MPI_Send(&integral_local, 1, MPI_FLOAT, dest, tag,MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(&error_local, 1, MPI_FLOAT, dest, tag,MPI_COMM_WORLD); } else { total=integral_local; errorT=error_local; for (source = 1; source < p; source++) { MPI_Recv(&integral_local, 1, MPI_FLOAT, source, tag, MPI_COMM_WORLD,&status); total = total + integral_local; MPI_Recv(&error_local, 1, MPI_FLOAT, source, tag, MPI_COMM_WORLD,&status); errorT=errorT + error_local; } } Trapecio con Send-Recive

5 MPI_Bcast(&a,1,MPI_FLOAT, 0,MPI_COMM_WORLD); MPI_Bcast(&b,1,MPI_FLOAT, 0,MPI_COMM_WORLD); MPI_Bcast(&n,1,MPI_LONG, 0,MPI_COMM_WORLD); h = (b-a)/(n*p); local_n = n; local_a = a + my_rank * (local_n*h); local_b = local_a + (local_n*h); integral = Trap(local_a, local_b, local_n, h); error = Error_Trap(local_a, local_b, local_n, h); MPI_Reduce(&integral, &total, 1, MPI_FLOAT, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD); MPI_Reduce(&error, &totalError, 1, MPI_FLOAT, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD); Trapecio con Broadcast-Reduce

6 MPI_GATHER(sendbuffer, sendcount, sendtype, recvbuffer, recvcount, recvtype, root, comm) sendbuffer Dirección inicial de los datos de envio. sendcount Numero de datos enviados sendtype Tipo de datos enviado recvbuffer Dirección inicial de los datos recibidos recvcount Número de datos recibidos recvtype Tipo de datos recibidos root rango del proceso que recibe comm Comunicador Cada proceso envía el contenido almacenado en sendbuffer al root Quien lo guarda en el orden del rango Comunicadores Colectivos

7 MPI_SCATTER( sendbuffer, sendcount, sendtype, recvbuffer, recvcount, recvtype, root, comm) sendbuffer Dirección inicial de los datos de envio. sendcount Numero de datos enviados sendtype Tipo de datos enviado recvbuffer Dirección inicial de los datos recibidos recvcount Número de datos recibidos recvtype Tipo de datos recibidos root rango del proceso que recibe comm Comunicador Es la operación inversa del MPI GATHER. Una operación en la que cada proceso se queda con un grupo diferente de datos Comunicadores Colectivos

8 MPI_Comm comm; int myrank,nprocs,root,iarray[100]; int *rbuff; MPI_Comm_rank(comm, &myrank); // define el rango MPI_Comm_size(comm, &nprocs); // define numero de procesos if (myrank == root) { // crea un buffer receptor del tamaño adecuado rbuff = (int *)malloc(nprocs*100*sizeof(int)); } MPI_Gather(iarray,100,MPI_INT,rbuff,100,MPI_INT,root,comm); Ejemplo

9 MPI_ALLGATHER( sendbuffer, sendcount, sendtype, recvbuffer, recvcount, recvtype, root, comm) sendbuffer Dirección inicial de los datos de envio. sendcount Numero de datos enviados sendtype Tipo de datos enviado recvbuffer Dirección inicial de los datos recibidos recvcount Número de datos recibidos recvtype Tipo de datos recibidos root rango del proceso que recibe comm Comunicador Con esta función, una variante de MPI GATHER, todos los procesos en el comm obtienen los mismos Resultados (GATHER + BCAST). Comunicadores Colectivos

10 MPI_ALLTOALL( sendbuffer, sendcount, sendtype, recvbuffer, recvcount,recvtype, root, comm) sendbuffer Dirección inicial de los datos de envio. sendcount Numero de datos enviados sendtype Tipo de datos enviado recvbuffer Dirección inicial de los datos recibidos recvcount Número de datos recibidos recvtype Tipo de datos recibidos root rango del proceso que recibe comm Comunicador Es una extensión de MPI ALLGATHER para el caso en que cada proceso envié diferentes datos a cada receptor El bloque j que viene del proceso i es recibido por el proceso j y ubicado en la posición i Comunicadores Colectivos

11 int MPI_Gatherv ( void *sendbuf, int sendcnt, MPI_Datatype sendtype, void *recvbuf, int *recvcnts, int *displs, MPI_Datatype recvtype, int root, MPI_Comm comm ) A diferencia de MPI_Gather, esta función permite que el tamaño de los subarreglos sea diferente en cada nodo. Tiene dos parámetros diferentes: recvcnts y displs: recvcnts[i]: es un arreglo de enteros de tamaño size que posee en cada celda el tamaño del subarreglo respectivo al nodo i. displs[i]: es un arreglo de enteros de tamaño size que posee en cada celda el offset del subarreglo i en el arreglo global. Comunicadores Colectivos En forma similar se define MPI_Scatherv

12 MPI ALLREDUCE Esta función reduce en el buffer de recepción elementos de todos los procesos con la operación marcada y lo almacena en todos los procesos del comm El usuario puede imaginar sus propias operaciones de reducción y programarlas. Un ejemplo MPI_REDUCE_SCATTER una combinación de MPI_REDUCE y MPI_SCATTERV. Que reduce un conjunto de datos y luego lo posiciona en partes en todos los procesos OJO como se almacenan los datos en C y FORTRAN! Comunicadores Colectivos

13 Comunicadores Colectivos: ejemplos Producto Interno PI = A[100] * B[100] 1)p procesos. Es 100 divisible por p. Posibilidades: Truco n*p (vale en trapecios) Completar con ceros 2) Leo en p=0 y distribuyo 0000 3 0000 2 0000 1 25 0 000 3 000 2 000 1 000 0 SCATTER PI_Local = Local_A[25] * LocalB[25]

14 Comunicadores Colectivos: ejemplos 0000 3 0000 2 0000 1 0001 0 25 0001 3 0001 2 0001 1 0001 0 REDUCE 4) PI_Local = Local_A[25] * LocalB[25] 5) Reducir al master, imprimir, etc

15 Comunicadores Colectivos: ejemplos Multiplicar Matrices (cuadradas) A[100][100]*B[100][100]=C[100][100] Hay diversas soluciones. Un algoritmo interesante: FOX. Está en el capitulo 7 del Pacheco. A16A15A14A13 A12A11A10A9 A8A7A6A5 A4A3A2A1 B16B15B14B13 B12B11B10B9 B8B7B6B5 B4B3B2B1 C16C15C14C13 C12C11C10C9 C8C7C6C5 C4C3C2C1 = C1 = A1*B1 + A2*B5 + A3*B9 + A4*B13

16 Comunicadores Colectivos: ejemplos Ab4(25x100) Ab3(25x100) Ab2(25x100) Ab1(25x100) Bb4(100x25) Bb3(100x25) Bb2(100x25) Bb1(100x25) A B´ 01230123 SCATTER 25x25 01230123

17 Comunicadores Colectivos: ejemplos Ab4(25x100) Ab3(25x100) Ab2(25x100) Ab1(25x100) Bb3(100x25) Bb2(100x25) Bb1(100x25) Bb4(100x25) A B´ 01230123 25x25 01230123 Send-Recv

18 Comunicadores Colectivos: ejemplos 01230123 C16C15C14C13 C12C11C10C9 C8C7C6C5 C4C3C2C1 Gather al master Cb4(25x100) Cb3(25x100) Cb2(25x100) Cb1(25x100) =

19 MPI INIT MPI COMM SIZE MPI COMM RANK MPI SEND MPI RECEIVE MPI FINALIZE MPI_Barrier MPI_Broadcast MPI_Reduce MPI_ALLReduce MPI_Scatter MPI_Gather MPI_AllGather MPI_AlltoALL MPI_Gatherv MPI_Scatterv MPI_Wtime = 17

20 Varios Todo el material esta en el sitio web www.lsc.dc.uba.ar\courses\... Acceso a Clusters Herramienta BCCD:http://bccd.cs.uni.edu lorito.exp.dc.uba.ar hpci i=1,10 password: mpi2007 Windows hpci i=1,16 password: a123456Z

21 SPEEDY SCRIPT.SH http://lsc.dc.uba.ar/hpc-grid/cluster-speedy 1) cuenta hpci i=1,12 pass = mpi2007 2) Acceso ssh hpc1@master.fiscmp.lab.dc.uba.ar 3) transferencia de información al cluster sftp 4) COMPILACION Transferir el programa fuente al cluster Conectarse al cluster con ssh Compilar el fuente con el comando correspondiente según las bibliotecas utilizadas. Por ejemplo, utilizando MPI: mpicc -o prog_fuente_linux prog_fuente_linux.c

22 5) EJECUCION qsub encolador de procesos. El comando qsub necesita como parámetro un script. Típicamente este script contiene: los parámetros propios del qsub (entre ellos la selección de nodos a utilizar) la invocación al programa que se quiere ejecutar en batch Ejemplos de scripts según las bibliotecas utilizadas: MPI mpich.sh PVM pvm.sh LAM MPI lam.sh 6) cola de procesos qstat Uno de los campos de la tabla de salida de este comando es el estado del proceso, el mismo puede ser: E - Exiting H - Held Q - Queued R - Running T - el job se esta cambiando de nodo W - Waiting S - Suspend 7) eliminar un proceso de la cola qstat Tomar el ID del proceso a eliminar y ejecutar: qdel Job_id

23 #------------------------------------------------------------------------ # Speedy UBA # # Host : master.speedy.dc.uba.ar # Archivo : /usr/local/speedy/mpich.sh # Creacion : 20030520 - Carolina Leon Carri - mcarri@dc.uba.ar # Revision : # Titulo : Ejemplo de script PBS para MPICH # Descripcion : Este script se utiliza para enviar a ejecutar programas # en batch que utilizan las bibliotecas MPICH el # comando 'qsub' # El comando 'qsub' acepta parametros por linea de comando # o bien pueden definirse dentro de este script. Las lineas # que comienzan con '#PBS' son los parametros que tomara el # comando 'qsub', NO son comentarios. # Para mas informacion puede ver los manuales: # man qsub # # Lea atentamente los comentarios del script y modifique # con lo que corresponda donde encuentre la palabra COMPLETAR # # Ejecucion : qsub mpich.sh # #------------------------------------------------------------------------ # La opcion -l permite definir los recursos del sistema que se quieren # utilizar. Para ver todos los tipos de recursos que se pueden definir # ver 'man pbs_resources' # El recurso mas utilizado es la especificacion de los nodos que se # quieren utilizar. # # Ejemplo por cantidad de nodos: # -l nodes= # # Ejemplo por nombre de maquina: # -l nodes= + +...

24 #PBS -l nodes=COMPLETAR #------------------------------------------------------------------------ # El comando 'qsub' deja la salida de 'standard output' y 'standard error' # en diferentes archivos. Para que guarde todo en un unico archivo se define # la opcion -j donde: # oe : 'std output' y 'std error' como output (*.o*) # eo : 'std output' y 'std error' como error (*.e*) #PBS -j oe #------------------------------------------------------------------------ # El 'qsub' envia un mail segun el/los evento/s definido/s: # a abort # b begin # e end # n never #PBS -m ba #------------------------------------------------------------------------ # Especificar direccion de e-mail donde se enviara el mail #PBS -M COMPLETAR #------------------------------------------------------------------------ # La variable PBS_NODEFILE es una variable de entorno del PBS, hace # referencia al archivo que contiene la lista de nodos que se utilizara # para esta corrida dependiendo de la definicion anterior '-l nodes=...' # La variable NP guardara la cantidad de nodos elegidos NP=$(wc -l $PBS_NODEFILE | awk '{print $1}') #------------------------------------------------------------------------ # Las siguientes lineas imprimiran en el archivo de output los nodos que # fueron utilizados en la corrida. echo "nodes ($NP cpu total):" sort $PBS_NODEFILE | uniq echo #------------------------------------------------------------------------ # La variable PBS_O_WORKDIR es una variable de entorno del PBS, indica # el PATH absoluto del directorio de trabajo corriente # y es en este directorio donde quedaran los archivos de salida. cd $PBS_O_WORKDIR #------------------------------------------------------------------------ # Linea de ejecucion del mpirun mpirun -machinefile $PBS_NODEFILE -np $NP COMPLETAR exit 0 #------------------------------------------------------------------------