Robust/src/Benchmarks/Prefetch/Em3d/dsm/Em3d.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
  64     atomic {
  65       iteration = numIter;
  66     }
  67
  68     for (int i = 0; i < iteration; i++) {
  69       /* for  eNodes */
  70       atomic {
  71         Node prev, curr;
  72         prev = bg.eNodes;
  73         curr = null;
  74         for(int j = 0; j<lowerlimit; j++){
  75           curr = prev;
  76           prev = prev.next;
  77         }
  78         for(int j = lowerlimit; j<=upperlimit; j++) {
  79           Node n = curr;
  80           for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
  81             n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
  82           }
  83           curr = curr.next;
  84         }
  85         Barrier.enterBarrier(mybarr);
  86       }
  87
  88       /* for  hNodes */
  89       atomic {
  90         Node prev, curr;
  91         prev = bg.hNodes;
  92         curr = null;
  93         for(int j = 0; j<lowerlimit; j++){
  94           curr = prev;
  95           prev = prev.next;
  96         }
  97         for(int j = lowerlimit; j<=upperlimit; j++) {
  98           Node n = curr;
  99           for (int k = 0; k < n.fromCount; k++) {
 100             n.value -= n.coeffs[k] * n.fromNodes[k].value;
 101           }
 102           curr = curr.next;
 103         }
 104         Barrier.enterBarrier(mybarr);
 105       }
 106     }
 107   }
 108
 109   /**
 110    * The main roitine that creates the irregular, linked data structure
 111    * that represents the electric and magnetic fields and propagates the
 112    * waves through the graph.
 113    * @param args the command line arguments
 114    **/
 115   public static void main(String args[])
 116   {
 117     Em3d em;
 118     atomic {
 119       em = global new Em3d();
 120       em.parseCmdLine(args, em);
 121     }
 122     boolean printMsgs, printResult;
 123     int numIter;
 124     atomic {
 125       printMsgs = em.printMsgs;
 126       numIter = em.numIter;
 127       printResult = em.printResult;
 128     }
 129     if (printMsgs)
 130       System.printString("Initializing em3d random graph...");
 131     long start0 = System.currentTimeMillis();
 132     int numThreads = 2;
 133     System.printString("DEBUG -> numThreads = " + numThreads);
 134     Barrier mybarr;
 135     atomic {
 136       mybarr = global new Barrier(numThreads);
 137     }
 138     BiGraph graph;
 139     BiGraph graph1;
 140     Random rand;
 141     atomic {
 142       rand = global new Random(783);
 143     }
 144     atomic {
 145       graph1 = global new BiGraph();
 146       graph = global new BiGraph();
 147       graph =  graph1.create(em.numNodes, em.numDegree, em.printResult, rand);
 148     }
 149
 150     long end0 = System.currentTimeMillis();
 151
 152     // compute a single iteration of electro-magnetic propagation
 153     if (printMsgs)
 154       System.printString("Propagating field values for " + numIter +
 155           " iteration(s)...");
 156     long start1 = System.currentTimeMillis();
 157     Em3d[] em3d;
 158     atomic {
 159       em3d = global new Em3d[numThreads];
 160     }
 161
 162     atomic {
 163       em3d[0] = global new Em3d(graph, 1, em.numNodes/2, em.numIter, mybarr);
 164       em3d[1] = global new Em3d(graph, (em.numNodes/2)+1, em.numNodes, em.numIter, mybarr);
 165     }
 166
 167     int mid = (128<<24)|(195<<16)|(175<<8)|73;
 168     Em3d tmp;
 169     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 170       atomic {
 171         tmp = em3d[i];
 172       }
 173       tmp.start(mid);
 174     }
 175
 176     for(int i = 0; i<numThreads; i++) {
 177       atomic {
 178         tmp = em3d[i];
 179       }
 180       tmp.join();
 181     }
 182     long end1 = System.currentTimeMillis();
 183
 184     // print current field values
 185     if (printResult) {
 186       //System.printString(graph);
 187     }
 188
 189     if (printMsgs) {
 190       System.printString("EM3D build time "+ (long)((end0 - start0)/1000.0));
 191       System.printString("EM3D compute time " + (long)((end1 - start1)/1000.0));
 192       System.printString("EM3D total time " + (long)((end1 - start0)/1000.0));
 193     }
 194     System.printString("Done!");
 195   }
 196
 197
 198   /**
 199    * Parse the command line options.
 200    * @param args the command line options.
 201    **/
 202
 203   public void parseCmdLine(String args[], Em3d em)
 204   {
 205     int i = 0;
 206     String arg;
 207
 208     while (i < args.length && args[i].startsWith("-")) {
 209       arg = args[i++];
 210
 211       // check for options that require arguments
 212       if (arg.equals("-n")) {
 213         if (i < args.length) {
 214           em.numNodes = new Integer(args[i++]).intValue();
 215         }
 216       } else if (arg.equals("-d")) {
 217         if (i < args.length) {
 218           em.numDegree = new Integer(args[i++]).intValue();
 219         }
 220       } else if (arg.equals("-i")) {
 221         if (i < args.length) {
 222           atomic {
 223             em.numIter = global new Integer(args[i++]).intValue();
 224           }
 225         }
 226       } else if (arg.equals("-p")) {
 227         em.printResult = true;
 228       } else if (arg.equals("-m")) {
 229         em.printMsgs = true;
 230       } else if (arg.equals("-h")) {
 231         //em.usage();
 232       }
 233     }
 234
 235     //if (em.numNodes == 0 || em.numDegree == 0)
 236       //em.usage();
 237   }
 238
 239   /**
 240    * The usage routine which describes the program options.
 241    **/
 242   public void usage()
 243   {
 244     System.printString("usage: java Em3d -n <nodes> -d <degree> [-p] [-m] [-h]");
 245     System.printString("    -n the number of nodes");
 246     System.printString("    -d the out-degree of each node");
 247     System.printString("    -i the number of iterations");
 248     System.printString("    -p (print detailed results)");
 249     System.printString("    -m (print informative messages)");
 250     System.printString("    -h (this message)");
 251   }
 252
 253 }