1 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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2 | // File : |
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3 | // |
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4 | // main.c |
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5 | // |
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6 | // Date : |
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7 | // |
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8 | // November 2013 |
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9 | // |
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10 | // Author : |
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11 | // |
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12 | // Cesar Fuguet Tortolero <cesar.fuguet-tortolero@lip6.fr> |
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13 | // |
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14 | // Description : |
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15 | // |
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16 | // Sort application using the GIET-VM OS. This application uses the |
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17 | // barrier routines to apply a sort algorithm in several stages. |
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18 | // |
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19 | // Considerations : |
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20 | // |
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21 | // - It supports up to 256 processors and the number of processors |
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22 | // must be a power of 2. |
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23 | // |
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24 | // - If there is only one TTY available, this application uses a spin |
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25 | // lock to avoid several threads writting at the same time. |
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26 | // |
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27 | // - This application must be executed on a cache coherent |
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28 | // architecture. Otherwise some modifications must be applied |
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29 | // |
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30 | // - The processors executing this application must have a contiguous |
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31 | // processor id and the first processor must have id 0. |
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32 | // |
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33 | // TODO: Replace processor id based identification mechanism by one based |
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34 | // on thread id |
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35 | // |
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36 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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37 | |
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38 | #include "stdio.h" |
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39 | #include "hard_config.h" |
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40 | #include "barrier.h" |
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41 | #include "spin_lock.h" |
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42 | |
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43 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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44 | // The NPROCS constant must be modified depending on the desired number of |
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45 | // threads |
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46 | |
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47 | #define NPROCS 4 |
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48 | #define ARRAY_LENGTH (NPROCS * 128) |
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49 | #define IPP (ARRAY_LENGTH / NPROCS) // ITEMS PER PROCESSOR |
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50 | |
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51 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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52 | // Processors other than 0 display algorithm state |
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53 | // The processor 0 always displays some information so this does not affect him |
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54 | |
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55 | #define VERBOSE 1 |
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56 | |
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57 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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58 | // Define printf according to verbosity option and number of available |
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59 | // TTY |
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60 | |
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61 | #if (VERBOSE == 1) |
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62 | # if (NB_TTY_CHANNELS > 1) |
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63 | # define printf(...) giet_tty_printf(__VA_ARGS__) |
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64 | # define puts(...) giet_tty_puts(__VA_ARGS__) |
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65 | |
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66 | # else // NB_TTY_CHANNELS == 0 |
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67 | # define printf(...) \ |
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68 | lock_acquire(&tty_lock); \ |
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69 | giet_tty_printf(__VA_ARGS__); \ |
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70 | lock_release(&tty_lock); |
---|
71 | # endif |
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72 | #else // VERBOSE == 0 |
---|
73 | # define printf(...) |
---|
74 | # define puts(...) |
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75 | #endif |
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76 | |
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77 | #define task0_printf(...) if(procid() == 0) giet_tty_printf(__VA_ARGS__) |
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78 | |
---|
79 | #define exit giet_exit |
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80 | #define procid giet_procid |
---|
81 | #define rand giet_rand |
---|
82 | |
---|
83 | int array0[ARRAY_LENGTH]; |
---|
84 | int array1[ARRAY_LENGTH]; |
---|
85 | |
---|
86 | volatile int init_ok = 0; |
---|
87 | |
---|
88 | void bubbleSort( |
---|
89 | int * array, |
---|
90 | unsigned int length, |
---|
91 | unsigned int init_pos); |
---|
92 | |
---|
93 | void merge( |
---|
94 | int * array, |
---|
95 | int * result, |
---|
96 | int length, |
---|
97 | int init_pos_a, |
---|
98 | int init_pos_b, |
---|
99 | int init_pos_result); |
---|
100 | |
---|
101 | /////////////////////////////////////////////////// |
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102 | // This application support at most 256 processors |
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103 | // Number of barriers = log2(NPROCS) |
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104 | |
---|
105 | giet_barrier_t barrier[8]; |
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106 | giet_lock_t tty_lock; |
---|
107 | |
---|
108 | __attribute__ ((constructor)) void sort() |
---|
109 | { |
---|
110 | int proc_id = procid(); |
---|
111 | int * src_array; |
---|
112 | int * dst_array; |
---|
113 | int i; |
---|
114 | |
---|
115 | task0_printf("Starting SORT application\n"); |
---|
116 | |
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117 | //////////////////////// |
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118 | // Array Initialization |
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119 | |
---|
120 | for (i = IPP * proc_id; i < IPP * (proc_id + 1); i++) |
---|
121 | { |
---|
122 | array0[i] = rand(); |
---|
123 | } |
---|
124 | |
---|
125 | /////////////////////////// |
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126 | // Barriers Initialization |
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127 | |
---|
128 | while((proc_id != 0) && (init_ok == 0)); |
---|
129 | |
---|
130 | if (proc_id == 0) |
---|
131 | { |
---|
132 | for (i = 0; i < __builtin_ctz(NPROCS); i++) |
---|
133 | { |
---|
134 | task0_printf("Initializing barrier %d with %d\n", i, NPROCS >> i); |
---|
135 | barrier_init(&barrier[i], NPROCS >> i); |
---|
136 | } |
---|
137 | |
---|
138 | asm volatile ("sync"); |
---|
139 | init_ok = 1; |
---|
140 | } |
---|
141 | |
---|
142 | asm volatile ("sync"); |
---|
143 | barrier_wait(&barrier[0]); |
---|
144 | |
---|
145 | /////////////////////////////////// |
---|
146 | // Parallel sort of array elements |
---|
147 | |
---|
148 | printf("Proc %d Stage 0: Processor Sorting...\n\r", proc_id); |
---|
149 | |
---|
150 | bubbleSort(array0, IPP, IPP * proc_id); |
---|
151 | |
---|
152 | printf("Proc %d Finishing Stage 0...\n\r", proc_id); |
---|
153 | |
---|
154 | for (i = 0; i < __builtin_ctz(NPROCS); i++) |
---|
155 | { |
---|
156 | asm volatile ("sync"); |
---|
157 | barrier_wait(&barrier[i]); |
---|
158 | |
---|
159 | printf("Proc %d Stage %d: Starting...\n\r", proc_id, i+1); |
---|
160 | |
---|
161 | if((proc_id % (2 << i)) != 0) exit(); |
---|
162 | |
---|
163 | if((i % 2) == 0) |
---|
164 | { |
---|
165 | src_array = &array0[0]; |
---|
166 | dst_array = &array1[0]; |
---|
167 | } |
---|
168 | else |
---|
169 | { |
---|
170 | src_array = &array1[0]; |
---|
171 | dst_array = &array0[0]; |
---|
172 | } |
---|
173 | |
---|
174 | merge(src_array, dst_array |
---|
175 | , IPP << i |
---|
176 | , IPP * proc_id |
---|
177 | , IPP * (proc_id + (1 << i)) |
---|
178 | , IPP * proc_id |
---|
179 | ); |
---|
180 | |
---|
181 | printf("Proc %d Finishing Stage %d...\n\r", proc_id, i + 1); |
---|
182 | } |
---|
183 | |
---|
184 | int success; |
---|
185 | int failure_index; |
---|
186 | |
---|
187 | ////////////////////////////// |
---|
188 | // Verify the resulting array |
---|
189 | |
---|
190 | if(proc_id == 0) |
---|
191 | { |
---|
192 | success = 1; |
---|
193 | |
---|
194 | for(i=0; i<(ARRAY_LENGTH-1); i++) |
---|
195 | { |
---|
196 | if(dst_array[i] > dst_array[i+1]) |
---|
197 | { |
---|
198 | |
---|
199 | success = 0; |
---|
200 | failure_index = i; |
---|
201 | break; |
---|
202 | } |
---|
203 | } |
---|
204 | |
---|
205 | if (success) |
---|
206 | { |
---|
207 | printf("Success!!\n\r"); |
---|
208 | } |
---|
209 | else |
---|
210 | { |
---|
211 | printf("Failure!! Incorrect element: %d\n\r", failure_index); |
---|
212 | |
---|
213 | |
---|
214 | for(i=0; i<ARRAY_LENGTH; i++) |
---|
215 | { |
---|
216 | printf("array[%d] = %d\n", i, dst_array[i]); |
---|
217 | } |
---|
218 | } |
---|
219 | } |
---|
220 | |
---|
221 | exit(); |
---|
222 | } |
---|
223 | |
---|
224 | void bubbleSort( |
---|
225 | int * array, |
---|
226 | unsigned int length, |
---|
227 | unsigned int init_pos) |
---|
228 | { |
---|
229 | int i; |
---|
230 | int j; |
---|
231 | int aux; |
---|
232 | |
---|
233 | for(i = 0; i < length; i++) |
---|
234 | { |
---|
235 | for(j = init_pos; j < (init_pos + length - i - 1); j++) |
---|
236 | { |
---|
237 | if(array[j] > array[j + 1]) |
---|
238 | { |
---|
239 | aux = array[j + 1]; |
---|
240 | array[j + 1] = array[j]; |
---|
241 | array[j] = aux; |
---|
242 | } |
---|
243 | } |
---|
244 | } |
---|
245 | } |
---|
246 | |
---|
247 | void merge( |
---|
248 | int * array, |
---|
249 | int * result, |
---|
250 | int length, |
---|
251 | int init_pos_a, |
---|
252 | int init_pos_b, |
---|
253 | int init_pos_result) |
---|
254 | { |
---|
255 | int i; |
---|
256 | int j; |
---|
257 | int k; |
---|
258 | |
---|
259 | i = 0; |
---|
260 | j = 0; |
---|
261 | k = init_pos_result; |
---|
262 | |
---|
263 | while((i < length) || (j < length)) |
---|
264 | { |
---|
265 | if((i < length) && (j < length)) |
---|
266 | { |
---|
267 | if(array[init_pos_a + i] < array[init_pos_b + j]) |
---|
268 | { |
---|
269 | result[k++] = array[init_pos_a + i]; |
---|
270 | i++; |
---|
271 | } |
---|
272 | else |
---|
273 | { |
---|
274 | result[k++] = array[init_pos_b + j]; |
---|
275 | j++; |
---|
276 | } |
---|
277 | } |
---|
278 | else if(i < length) |
---|
279 | { |
---|
280 | result[k++] = array[init_pos_a + i]; |
---|
281 | i++; |
---|
282 | } |
---|
283 | else |
---|
284 | { |
---|
285 | result[k++] = array[init_pos_b + j]; |
---|
286 | j++; |
---|
287 | } |
---|
288 | } |
---|
289 | } |
---|
290 | |
---|
291 | /* vim: tabstop=4 : shiftwidth=4 : expandtab |
---|
292 | */ |
---|