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| 2 | // File   :  main.c | 
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| 3 | // Date   :  November 2013 | 
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| 4 | // Author :  Cesar Fuguet Tortolero <cesar.fuguet-tortolero@lip6.fr> | 
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| 5 | // | 
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| 6 | // Description : | 
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| 8 | //      Sort application using the GIET-VM OS. This application uses the | 
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| 9 | //      barrier routines to apply a sort algorithm in several stages. | 
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| 11 | //      Constraints : | 
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| 12 | // | 
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| 13 | //      - It supports up to 1024 processors and the number of processors | 
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| 14 | //        must be a power of 2. | 
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| 15 | // | 
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| 16 | //      _ The array of values to be sorted (ARRAY_LENGTH) must be power of 2 | 
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| 17 | //        larger than the number of processors. | 
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| 18 | // | 
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| 19 | //      - This application must be executed on a cache coherent architecture. | 
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| 20 | // | 
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| 21 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
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| 22 |  | 
|---|
| 23 | #include "stdio.h" | 
|---|
| 24 | #include "mapping_info.h" | 
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| 25 | #include "hard_config.h" | 
|---|
| 26 | #include "user_barrier.h" | 
|---|
| 27 |  | 
|---|
| 28 | #define ARRAY_LENGTH    4096 | 
|---|
| 29 | #define IPT             (ARRAY_LENGTH / threads) // ITEMS PER THREAD | 
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| 30 |  | 
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| 31 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 32 | // Processors other than 0 display algorithm state if VERBOSE non zero | 
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| 33 |  | 
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| 34 | #define VERBOSE         1 | 
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| 35 |  | 
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| 36 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
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| 37 | // Define printf according to verbosity option and number of available TTY | 
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| 38 |  | 
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| 39 | #if (VERBOSE == 1) | 
|---|
| 40 | #   define printf(...)     giet_shr_printf(__VA_ARGS__) | 
|---|
| 41 | #else | 
|---|
| 42 | #   define printf(...) | 
|---|
| 43 | #endif | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 | #define task0_printf(...) if(thread_id == 0) giet_shr_printf(__VA_ARGS__) | 
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| 46 |  | 
|---|
| 47 | int array0[ARRAY_LENGTH]; | 
|---|
| 48 | int array1[ARRAY_LENGTH]; | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 | volatile int init_ok = 0; | 
|---|
| 51 |  | 
|---|
| 52 | void bubbleSort( | 
|---|
| 53 | int * array, | 
|---|
| 54 | unsigned int length, | 
|---|
| 55 | unsigned int init_pos); | 
|---|
| 56 |  | 
|---|
| 57 | void merge( | 
|---|
| 58 | int * array, | 
|---|
| 59 | int * result, | 
|---|
| 60 | int length, | 
|---|
| 61 | int init_pos_a, | 
|---|
| 62 | int init_pos_b, | 
|---|
| 63 | int init_pos_result); | 
|---|
| 64 |  | 
|---|
| 65 | /////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 66 | // This application supports at most 1024 processors | 
|---|
| 67 | // Number of barriers = log2(threads) | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 | giet_barrier_t barrier[10]; | 
|---|
| 70 |  | 
|---|
| 71 | ////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 72 | __attribute__ ((constructor)) void sort() | 
|---|
| 73 | { | 
|---|
| 74 | int thread_id = giet_thread_id(); | 
|---|
| 75 | int * src_array = NULL; | 
|---|
| 76 | int * dst_array = NULL; | 
|---|
| 77 | int i; | 
|---|
| 78 |  | 
|---|
| 79 | unsigned int time_start = giet_proctime(); | 
|---|
| 80 | unsigned int time_end; | 
|---|
| 81 |  | 
|---|
| 82 | // compute number of threads (one thread per proc) | 
|---|
| 83 | unsigned int x_size; | 
|---|
| 84 | unsigned int y_size; | 
|---|
| 85 | unsigned int nprocs; | 
|---|
| 86 | unsigned int threads; | 
|---|
| 87 | giet_procs_number( &x_size , &y_size , &nprocs ); | 
|---|
| 88 | threads = x_size * y_size * nprocs; | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 | if ( (threads != 1)   && (threads != 2)   && (threads != 4)   && | 
|---|
| 91 | (threads != 8)   && (threads != 16 ) && (threads != 32)  && | 
|---|
| 92 | (threads != 64)  && (threads != 128) && (threads != 256) && | 
|---|
| 93 | (threads != 512) && (threads != 1024) ) | 
|---|
| 94 | { | 
|---|
| 95 | task0_printf("[SORT ERROR] Number of processors must be power of 2\n" | 
|---|
| 96 | "  x_size = %d / y_size = %d / nprocs = %d\n", | 
|---|
| 97 | x_size , y_size , nprocs ); | 
|---|
| 98 | giet_exit("error"); | 
|---|
| 99 | } | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 | task0_printf("\n[ Thread 0 ] Starting sort application with %d threads " | 
|---|
| 102 | "at cycle %d\n", threads, time_start); | 
|---|
| 103 |  | 
|---|
| 104 | /////////////////////////// | 
|---|
| 105 | // Barriers Initialization | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 | if (thread_id == 0) | 
|---|
| 108 | { | 
|---|
| 109 | for (i = 0; i < __builtin_ctz( threads ); i++) | 
|---|
| 110 | { | 
|---|
| 111 | barrier_init(&barrier[i], threads >> i); | 
|---|
| 112 | } | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 | init_ok = 1; | 
|---|
| 115 | } | 
|---|
| 116 | else | 
|---|
| 117 | { | 
|---|
| 118 | while(!init_ok); | 
|---|
| 119 | } | 
|---|
| 120 |  | 
|---|
| 121 | //////////////////////// | 
|---|
| 122 | // Array Initialization | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 | for (i = IPT * thread_id; i < IPT * (thread_id + 1); i++) | 
|---|
| 125 | { | 
|---|
| 126 | array0[i] = giet_rand(); | 
|---|
| 127 | } | 
|---|
| 128 |  | 
|---|
| 129 | /////////////////////////////////// | 
|---|
| 130 | // Parallel sort of array elements | 
|---|
| 131 |  | 
|---|
| 132 | printf("[ Thread %d ] Stage 0: Sorting...\n\r", thread_id); | 
|---|
| 133 |  | 
|---|
| 134 | bubbleSort(array0, IPT, IPT * thread_id); | 
|---|
| 135 |  | 
|---|
| 136 | printf("[ Thread %d ] Finishing Stage 0\n\r", thread_id); | 
|---|
| 137 |  | 
|---|
| 138 | for (i = 0; i < __builtin_ctz( threads ); i++) | 
|---|
| 139 | { | 
|---|
| 140 | barrier_wait(&barrier[i]); | 
|---|
| 141 |  | 
|---|
| 142 | if((thread_id % (2 << i)) != 0) | 
|---|
| 143 | { | 
|---|
| 144 | printf("[ Thread %d ] Quit\n\r", thread_id ); | 
|---|
| 145 | giet_exit("Completed"); | 
|---|
| 146 | } | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 | printf("[ Thread %d ] Stage %d: Sorting...\n\r", thread_id, i+1); | 
|---|
| 149 |  | 
|---|
| 150 | if((i % 2) == 0) | 
|---|
| 151 | { | 
|---|
| 152 | src_array = &array0[0]; | 
|---|
| 153 | dst_array = &array1[0]; | 
|---|
| 154 | } | 
|---|
| 155 | else | 
|---|
| 156 | { | 
|---|
| 157 | src_array = &array1[0]; | 
|---|
| 158 | dst_array = &array0[0]; | 
|---|
| 159 | } | 
|---|
| 160 |  | 
|---|
| 161 | merge(src_array, dst_array | 
|---|
| 162 | , IPT << i | 
|---|
| 163 | , IPT * thread_id | 
|---|
| 164 | , IPT * (thread_id + (1 << i)) | 
|---|
| 165 | , IPT * thread_id | 
|---|
| 166 | ); | 
|---|
| 167 |  | 
|---|
| 168 | printf("[ Thread %d ] Finishing Stage %d\n\r", thread_id, i + 1); | 
|---|
| 169 | } | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 | int success; | 
|---|
| 172 | int failure_index; | 
|---|
| 173 |  | 
|---|
| 174 | ////////////////////////////// | 
|---|
| 175 | // Verify the resulting array | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 | if(thread_id != 0) | 
|---|
| 178 | { | 
|---|
| 179 | giet_exit("error: only thread 0 should get here"); | 
|---|
| 180 | } | 
|---|
| 181 |  | 
|---|
| 182 | success = 1; | 
|---|
| 183 | for(i=0; i<(ARRAY_LENGTH-1); i++) | 
|---|
| 184 | { | 
|---|
| 185 | if(dst_array[i] > dst_array[i+1]) | 
|---|
| 186 | { | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 | success = 0; | 
|---|
| 189 | failure_index = i; | 
|---|
| 190 | break; | 
|---|
| 191 | } | 
|---|
| 192 | } | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 | time_end = giet_proctime(); | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 | printf("[ Thread 0 ] Finishing sort application at cycle %d\n" | 
|---|
| 197 | "[ Thread 0 ] Time elapsed = %d\n", | 
|---|
| 198 | time_end, (time_end - time_start) ); | 
|---|
| 199 |  | 
|---|
| 200 | if (success) | 
|---|
| 201 | { | 
|---|
| 202 | giet_exit("!!! Success !!!"); | 
|---|
| 203 | } | 
|---|
| 204 | else | 
|---|
| 205 | { | 
|---|
| 206 | printf("[ Thread 0 ] Failure!! Incorrect element: %d\n\r", | 
|---|
| 207 | failure_index); | 
|---|
| 208 | for(i=0; i<ARRAY_LENGTH; i++) | 
|---|
| 209 | { | 
|---|
| 210 | printf("array[%d] = %d\n", i, dst_array[i]); | 
|---|
| 211 | } | 
|---|
| 212 | giet_exit("!!!  Failure !!!"); | 
|---|
| 213 | } | 
|---|
| 214 |  | 
|---|
| 215 | giet_exit("Completed"); | 
|---|
| 216 | } | 
|---|
| 217 |  | 
|---|
| 218 | //////////////////////////////////// | 
|---|
| 219 | void bubbleSort( int *        array, | 
|---|
| 220 | unsigned int length, | 
|---|
| 221 | unsigned int init_pos ) | 
|---|
| 222 | { | 
|---|
| 223 | int i; | 
|---|
| 224 | int j; | 
|---|
| 225 | int aux; | 
|---|
| 226 |  | 
|---|
| 227 | for(i = 0; i < length; i++) | 
|---|
| 228 | { | 
|---|
| 229 | for(j = init_pos; j < (init_pos + length - i - 1); j++) | 
|---|
| 230 | { | 
|---|
| 231 | if(array[j] > array[j + 1]) | 
|---|
| 232 | { | 
|---|
| 233 | aux          = array[j + 1]; | 
|---|
| 234 | array[j + 1] = array[j]; | 
|---|
| 235 | array[j]     = aux; | 
|---|
| 236 | } | 
|---|
| 237 | } | 
|---|
| 238 | } | 
|---|
| 239 | } | 
|---|
| 240 |  | 
|---|
| 241 | ///////////// | 
|---|
| 242 | void merge( | 
|---|
| 243 | int * array, | 
|---|
| 244 | int * result, | 
|---|
| 245 | int length, | 
|---|
| 246 | int init_pos_a, | 
|---|
| 247 | int init_pos_b, | 
|---|
| 248 | int init_pos_result) | 
|---|
| 249 | { | 
|---|
| 250 | int i; | 
|---|
| 251 | int j; | 
|---|
| 252 | int k; | 
|---|
| 253 |  | 
|---|
| 254 | i = 0; | 
|---|
| 255 | j = 0; | 
|---|
| 256 | k = init_pos_result; | 
|---|
| 257 |  | 
|---|
| 258 | while((i < length) || (j < length)) | 
|---|
| 259 | { | 
|---|
| 260 | if((i < length) && (j < length)) | 
|---|
| 261 | { | 
|---|
| 262 | if(array[init_pos_a + i] < array[init_pos_b + j]) | 
|---|
| 263 | { | 
|---|
| 264 | result[k++] = array[init_pos_a + i]; | 
|---|
| 265 | i++; | 
|---|
| 266 | } | 
|---|
| 267 | else | 
|---|
| 268 | { | 
|---|
| 269 | result[k++] = array[init_pos_b + j]; | 
|---|
| 270 | j++; | 
|---|
| 271 | } | 
|---|
| 272 | } | 
|---|
| 273 | else if(i < length) | 
|---|
| 274 | { | 
|---|
| 275 | result[k++] = array[init_pos_a + i]; | 
|---|
| 276 | i++; | 
|---|
| 277 | } | 
|---|
| 278 | else | 
|---|
| 279 | { | 
|---|
| 280 | result[k++] = array[init_pos_b + j]; | 
|---|
| 281 | j++; | 
|---|
| 282 | } | 
|---|
| 283 | } | 
|---|
| 284 | } | 
|---|
| 285 |  | 
|---|
| 286 | /* vim: tabstop=4 : shiftwidth=4 : expandtab | 
|---|
| 287 | */ | 
|---|