source: soft/giet_vm/transpose/main.c @ 334

Last change on this file since 334 was 317, checked in by alain, 10 years ago

Introduce the transpose.py file (mapping for the transpose application)
File size: 15.6 KB
Line 
1///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2// File   : main.c   (for transpose application)
3// Date   : february 2014
4// author : Alain Greiner
5//
6// This application makes a transpose for a NN*NN pixels sequence of images.
7// The image sequence is read from a file (one byte per pixel).
8// The input and output buffers containing the image are distributed in all clusters.
9//
10// - The image size NN must be a power of 2.
11// - The number of clusters containing processors must be a power of 2.
12// - The number of processors per cluster (NB_PROCS_MAX) must be a power of 2.
13// - The image size NN must be larger or equal to the total number of processor.
14//
15// For each image the application makes a self test (checksum for each line).
16// The actual display on the frame buffer is optional (controled by DISPLAY_OK define)
17///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
18
19#include "hard_config.h"
20#include "stdio.h"
21#include "malloc.h"
22#include "barrier.h"
23
24#define NN                  128                 // image size : nlines = npixels = 128
25#define NB_IMAGES           5                   // number of images to be handled
26#define FILE_PATHNAME       "misc/images.raw"   // file pathname on disk
27
28#define INSTRUMENTATION_OK  0                   // display statistcs on TTY when non zero
29
30///////////////////////////////////////////////////////
31// global variables stored in seg_data in cluster(0,0)
32///////////////////////////////////////////////////////
33
34// instrumentation counters
35// for each processor (up to 4 processors)
36// in each cluster (up to 32 clusters)
37unsigned int LOAD_START[32][4];
38unsigned int LOAD_END  [32][4];
39unsigned int TRSP_START[32][4];
40unsigned int TRSP_END  [32][4];
41unsigned int DISP_START[32][4];
42unsigned int DISP_END  [32][4];
43
44// arrays of pointers on distributed buffers
45// one input buffer & one output buffer per cluster
46unsigned char*  buf_in [32];
47unsigned char*  buf_out[32];
48
49// checksum variables
50unsigned check_line_before[NN];
51unsigned check_line_after[NN];
52
53// synchronisation barriers
54giet_barrier_t barrier_0;
55giet_barrier_t barrier_1;
56giet_barrier_t barrier_2;
57giet_barrier_t barrier_3;
58giet_barrier_t barrier_4;
59
60volatile unsigned int init_ok = 1;
61
62//////////////////////////////////////////
63__attribute__ ((constructor)) void main()
64{
65
66    int          file;                                             // file descriptor for images
67    unsigned int l;                                                // line index for loops
68    unsigned int p;                                                // pixel index for loops
69
70    unsigned int proc_id     = giet_procid();                      // processor id
71    unsigned int lpid        = proc_id % NB_PROCS_MAX;             // local processor id
72    unsigned int cluster_xy  = proc_id / NB_PROCS_MAX;             // cluster index (8 bits format)
73    unsigned int x           = cluster_xy >> Y_WIDTH;              // x coordinate
74    unsigned int y           = cluster_xy & ((1<<Y_WIDTH)-1);      // y coordinate
75
76    unsigned int npixels     = NN * NN;                            // number of pixel per image
77    unsigned int nblocks     = npixels / 512;                      // number of blocks per image
78    unsigned int image       = 0;                                  // image counter
79
80    unsigned int nclusters   = X_SIZE * Y_SIZE;                    // number of clusters with procs
81    unsigned int cluster_id  = (x * Y_SIZE) + y;                   // "continuous" cluster index   
82    unsigned int ntasks      = nclusters * NB_PROCS_MAX;           // number of tasks
83    unsigned int task_id     = (cluster_id * NB_PROCS_MAX) +lpid;  // "continuous" task index
84
85    // processor [0,0,0] makes parameters checking and barriers initialization
86    if ( proc_id == 0 )
87    {
88        if ((NB_PROCS_MAX != 1) && (NB_PROCS_MAX != 2) && (NB_PROCS_MAX != 4))
89        { 
90            giet_exit("[TRANSPOSE ERROR] NB_PROCS_MAX must be 1, 2 or 4");
91        }
92        if ((nclusters != 1) && (nclusters != 2) && (nclusters != 4) && (nclusters != 8) &&
93            (nclusters != 16) && (nclusters != 32) )
94        {
95            giet_exit("[TRANSPOSE ERROR] number of clusters must be 2,4,8,16,32");
96        }
97        if ( ntasks > NN )
98        {
99            giet_exit("[TRANSPOSE ERROR] number of tasks larger than number of lines");
100        }
101
102        if ( ntasks > 1 )
103        {
104            barrier_init( &barrier_0, ntasks );
105            barrier_init( &barrier_1, ntasks );
106            barrier_init( &barrier_2, ntasks );
107            barrier_init( &barrier_3, ntasks );
108            barrier_init( &barrier_4, ntasks );
109        }
110
111        giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] Proc [%d,%d,%d] completes barrier init at cycle %d\n",
112                        0, 0, 0, giet_proctime() );
113        giet_shr_printf(" - nclusters = %d\n", nclusters );
114        giet_shr_printf(" - ntasks    = %d\n", ntasks );
115
116        init_ok = 0;
117    }
118    else   // others processors wait initialisation completion
119    {
120        while ( init_ok == 1 );
121    }
122   
123    // The buffers containing the images are distributed in clusters
124    // (one buf_in and one buf_out per cluster).
125    // Each buffer contains (NN*NN / nclusters) bytes.
126    // They are allocated in the cluster[x,y] heap by processor[x,y,0]
127    if ( lpid == 0 )
128    {
129        // get heap vaddr in cluster[0,0]
130        unsigned int heap_base;         
131        giet_vobj_get_vbase( "transpose", "trsp_heap_0_0", &heap_base );
132 
133        // allocate buffers in cluster[x,y]
134        buf_in[cluster_id]  = ((unsigned char*)heap_base) + (cluster_xy << 20);
135        buf_out[cluster_id] = buf_in[cluster_id] + NN*NN/nclusters;
136
137        giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] Proc [%d,%d,%d] completes buffer allocation at cycle %d\n"
138                        " - buf_in  = %x\n"
139                        " - buf_out = %x\n",
140                        x, y, 0, giet_proctime(), 
141                        (unsigned int)buf_in[cluster_id], 
142                        (unsigned int)buf_out[cluster_id] );
143
144        // open file containing images
145        file = giet_fat_open( "misc/images.raw", 0);
146
147        if (file < 0)
148        { 
149            giet_shr_printf("[TRANSPOSE ERROR] Processor[%d,%d,%d]"
150                            " cannot open file misc/images.raw",
151                            x, y, lpid );
152            giet_exit(" open() failure");
153        }
154        else
155        {
156            giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] Processor[%d,%d,%d]"
157                            " open file misc/images.raw\n",
158                            x, y, lpid );
159        }
160    }
161
162    /////////////////////////////////////////////
163    if ( ntasks > 1 ) barrier_wait( &barrier_0 );
164
165    // Main loop (on images)
166    while (image < NB_IMAGES)
167    {
168        // pseudo parallel load from disk to buf_in buffer : nblocks/nclusters blocks
169        // only task running on processor with (lpid == 0) does it
170
171        LOAD_START[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
172
173        if (lpid == 0)
174        {
175            giet_fat_read( file,
176                           buf_in[cluster_id],
177                           (nblocks / nclusters),
178                           ((image*nblocks) + ((nblocks*cluster_id)/nclusters)) );
179
180            giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] Proc [%d,%d,0] completes load"
181                            "  for image %d at cycle %d\n",
182                            x, y, image, giet_proctime() );
183        }
184
185        LOAD_END[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
186
187        /////////////////////////////////////////////
188        if ( ntasks > 1 ) barrier_wait( &barrier_1 );
189
190        // parallel transpose from buf_in to buf_out
191        // each task makes the transposition for nlt lines (nlt = NN/ntasks)
192        // from line [task_id*nlt] to line [(task_id + 1)*nlt - 1]
193        // (p,l) are the absolute pixel coordinates in the source image
194
195
196        TRSP_START[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
197
198        unsigned int nlt   = NN / ntasks;      // number of lines per task
199        unsigned int nlc   = NN / nclusters;   // number of lines per cluster
200
201        unsigned int src_cluster;
202        unsigned int src_index;
203        unsigned int dst_cluster;
204        unsigned int dst_index;
205
206        unsigned char byte;
207
208        unsigned int first = task_id * nlt;    // first line index for a given task
209        unsigned int last  = first + nlt;      // last line index for a given task
210
211        for ( l = first ; l < last ; l++ )
212        {
213            check_line_before[l] = 0;
214         
215            // in each iteration we transfer one byte
216            for ( p = 0 ; p < NN ; p++ )
217            {
218                // read one byte from local buf_in
219                src_cluster = l / nlc;
220                src_index   = (l % nlc)*NN + p;
221                byte        = buf_in[src_cluster][src_index];
222
223                // compute checksum
224                check_line_before[l] = check_line_before[l] + byte;
225
226                // write one byte to remote buf_out
227                dst_cluster = p / nlc; 
228                dst_index   = (p % nlc)*NN + l;
229                buf_out[dst_cluster][dst_index] = byte;
230            }
231        }
232
233        if ( lpid == 0 )
234        {
235            giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] proc [%d,%d,0] completes transpose"
236                            " for image %d at cycle %d\n", 
237                            x, y, image, giet_proctime() );
238
239        }
240        TRSP_END[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
241
242        /////////////////////////////////////////////
243        if ( ntasks > 1 ) barrier_wait( &barrier_2 );
244
245        // optional parallel display from local buf_out to frame buffer
246        // all processors contribute to display using memcpy...
247
248        if ( USE_FBF )  // external frame buffer available
249        {
250            DISP_START[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
251
252            unsigned int  npt   = npixels / ntasks;   // number of pixels per task
253
254            giet_fb_sync_write( npt * task_id, 
255                                &buf_out[cluster_id][lpid*npt], 
256                                npt );
257
258            if ( lpid == 0 )
259            {
260                giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] Proc [%d,%d,0] completes display"
261                                " for image %d at cycle %d\n",
262                                x, y, image, giet_proctime() );
263            }
264
265            DISP_END[cluster_id][lpid] = giet_proctime();
266
267            /////////////////////////////////////////////
268            if ( ntasks > 1 ) barrier_wait( &barrier_3 );
269        }
270
271        // checksum done by processor (lpid == 0) in each cluster
272
273        if ( lpid == 0 )
274        {
275            unsigned int success = 1;
276            unsigned int start   = cluster_id * nlc;
277            unsigned int stop    = start + nlc;
278
279            for ( l = start ; l < stop ; l++ )
280            {
281                check_line_after[l] = 0;
282
283                for ( p = 0 ; p < NN ; p++ )
284                {
285                    // read one byte in remote buffer
286                    src_cluster = p / nlc;
287                    src_index   = (p % nlc)*NN + l;
288
289                    unsigned char byte = buf_out[src_cluster][src_index];
290
291                    check_line_after[l] = check_line_after[l] + byte;
292                }
293
294                if ( check_line_before[l] != check_line_after[l] ) success = 0;
295            }
296
297            if ( success ) 
298            {
299                giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] proc [%d,%d,0] checksum OK"
300                                " for image %d\n",
301                                x, y, image );
302            }
303            else
304            {
305                giet_shr_printf("\n[TRANSPOSE] proc [%d,%d,0] checksum KO"
306                                " for image %d\n",
307                                x, y, image );
308            }
309        }
310
311        // instrumentation done by processor [0,0,0]
312
313        if ( (proc_id == 0) && INSTRUMENTATION_OK )
314        {
315            int cc, pp;
316            unsigned int min_load_start = 0xFFFFFFFF;
317            unsigned int max_load_start = 0;
318            unsigned int min_load_ended = 0xFFFFFFFF;
319            unsigned int max_load_ended = 0;
320            unsigned int min_trsp_start = 0xFFFFFFFF;
321            unsigned int max_trsp_start = 0;
322            unsigned int min_trsp_ended = 0xFFFFFFFF;
323            unsigned int max_trsp_ended = 0;
324            unsigned int min_disp_start = 0xFFFFFFFF;
325            unsigned int max_disp_start = 0;
326            unsigned int min_disp_ended = 0xFFFFFFFF;
327            unsigned int max_disp_ended = 0;
328
329            for (cc = 0; cc < nclusters; cc++)
330            {
331                for (pp = 0; pp < NB_PROCS_MAX; pp++)
332                {
333                    if (LOAD_START[cc][pp] < min_load_start)  min_load_start = LOAD_START[cc][pp];
334                    if (LOAD_START[cc][pp] > max_load_start)  max_load_start = LOAD_START[cc][pp];
335                    if (LOAD_END[cc][pp]   < min_load_ended)  min_load_ended = LOAD_END[cc][pp]; 
336                    if (LOAD_END[cc][pp]   > max_load_ended)  max_load_ended = LOAD_END[cc][pp];
337                    if (TRSP_START[cc][pp] < min_trsp_start)  min_trsp_start = TRSP_START[cc][pp];
338                    if (TRSP_START[cc][pp] > max_trsp_start)  max_trsp_start = TRSP_START[cc][pp];
339                    if (TRSP_END[cc][pp]   < min_trsp_ended)  min_trsp_ended = TRSP_END[cc][pp];
340                    if (TRSP_END[cc][pp]   > max_trsp_ended)  max_trsp_ended = TRSP_END[cc][pp];
341                    if (DISP_START[cc][pp] < min_disp_start)  min_disp_start = DISP_START[cc][pp];
342                    if (DISP_START[cc][pp] > max_disp_start)  max_disp_start = DISP_START[cc][pp];
343                    if (DISP_END[cc][pp]   < min_disp_ended)  min_disp_ended = DISP_END[cc][pp];
344                    if (DISP_END[cc][pp]   > max_disp_ended)  max_disp_ended = DISP_END[cc][pp];
345                }
346            }
347
348            giet_shr_printf(" - LOAD_START : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
349                            min_load_start, max_load_start, (min_load_start+max_load_start)/2, 
350                            max_load_start-min_load_start); 
351
352            giet_shr_printf(" - LOAD_END   : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
353                            min_load_ended, max_load_ended, (min_load_ended+max_load_ended)/2, 
354                            max_load_ended-min_load_ended); 
355
356            giet_shr_printf(" - TRSP_START : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
357                            min_trsp_start, max_trsp_start, (min_trsp_start+max_trsp_start)/2, 
358                            max_trsp_start-min_trsp_start); 
359
360            giet_shr_printf(" - TRSP_END   : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
361                            min_trsp_ended, max_trsp_ended, (min_trsp_ended+max_trsp_ended)/2, 
362                            max_trsp_ended-min_trsp_ended); 
363
364            giet_shr_printf(" - DISP_START : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
365                            min_disp_start, max_disp_start, (min_disp_start+max_disp_start)/2, 
366                            max_disp_start-min_disp_start); 
367
368            giet_shr_printf(" - DISP_END   : min = %d / max = %d / med = %d / delta = %d\n",
369                            min_disp_ended, max_disp_ended, (min_disp_ended+max_disp_ended)/2, 
370                            max_disp_ended-min_disp_ended); 
371        }
372
373        image++;
374
375        //////////////////////////////////////////////////
376        // all tasks wait instrumentation completion
377        //////////////////////////////////////////////////
378        if ( ntasks > 1 ) barrier_wait( &barrier_4 );
379
380    } // end while image     
381
382    giet_exit("Completed");
383
384} // end main()
385
386// Local Variables:
387// tab-width: 3
388// c-basic-offset:
389// c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0))
390// indent-tabs-mode: nil
391// End:
392
393// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=3:tabstop=3:softtabstop=3
394
395
396
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.