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Jan Eitzinger
449
util/bwBench-likwid.c
Normal file
449
util/bwBench-likwid.c
Normal file
@@ -0,0 +1,449 @@
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/*
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* =======================================================================================
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*
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* Author: Jan Eitzinger (je), jan.eitzinger@fau.de
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* Copyright (c) 2019 RRZE, University Erlangen-Nuremberg
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* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
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* of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
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* in the Software without restriction, including without limitation the rights
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* to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
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* copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
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* furnished to do so, subject to the following conditions:
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*
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* The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
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* copies or substantial portions of the Software.
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* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
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* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
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* FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
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* AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
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* LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
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* OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
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* SOFTWARE.
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* =======================================================================================
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*/
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#include <stdlib.h>
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#include <stdio.h>
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#include <unistd.h>
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#include <time.h>
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#include <limits.h>
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#include <float.h>
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#ifdef _OPENMP
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#include <omp.h>
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#endif
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#include <likwid-marker.h>
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#define SIZE 40000000ull
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#define NTIMES 10
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#define ARRAY_ALIGNMENT 64
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#define HLINE "----------------------------------------------------------------------------\n"
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#ifndef MIN
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#define MIN(x,y) ((x)<(y)?(x):(y))
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#endif
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#ifndef MAX
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#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
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#endif
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#ifndef ABS
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#define ABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : -(a))
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|
#endif
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||||||
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typedef enum benchmark {
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INIT = 0,
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COPY,
|
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|
UPDATE,
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TRIAD,
|
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|
DAXPY,
|
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|
STRIAD,
|
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SDAXPY,
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NUMBENCH
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} benchmark;
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typedef struct {
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char* label;
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int words;
|
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|
int flops;
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} benchmarkType;
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extern double init(double*, double, int);
|
||||||
|
extern double copy(double*, double*, int);
|
||||||
|
extern double update(double*, double, int);
|
||||||
|
extern double triad(double*, double*, double*, double, int);
|
||||||
|
extern double daxpy(double*, double*, double, int);
|
||||||
|
extern double striad(double*, double*, double*, double*, int);
|
||||||
|
extern double sdaxpy(double*, double*, double*, int);
|
||||||
|
extern void check(double*, double*, double*, double*, int);
|
||||||
|
extern double getTimeStamp();
|
||||||
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||||||
|
int main (int argc, char** argv)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
size_t bytesPerWord = sizeof(double);
|
||||||
|
size_t N = SIZE;
|
||||||
|
double *a, *b, *c, *d;
|
||||||
|
double scalar, tmp;
|
||||||
|
double E, S;
|
||||||
|
|
||||||
|
double avgtime[NUMBENCH],
|
||||||
|
maxtime[NUMBENCH],
|
||||||
|
mintime[NUMBENCH];
|
||||||
|
|
||||||
|
double times[NUMBENCH][NTIMES];
|
||||||
|
|
||||||
|
benchmarkType benchmarks[NUMBENCH] = {
|
||||||
|
{"Init: ", 1, 0},
|
||||||
|
{"Copy: ", 2, 0},
|
||||||
|
{"Update: ", 2, 1},
|
||||||
|
{"Triad: ", 3, 2},
|
||||||
|
{"Daxpy: ", 3, 2},
|
||||||
|
{"STriad: ", 4, 2},
|
||||||
|
{"SDaxpy: ", 4, 2}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_INIT;
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("INIT");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("COPY");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("UPDATE");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("TRIAD");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("DAXPY");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("STRIAD");
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_REGISTER("SDAXPY");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
posix_memalign((void**) &a, ARRAY_ALIGNMENT, N * bytesPerWord );
|
||||||
|
posix_memalign((void**) &b, ARRAY_ALIGNMENT, N * bytesPerWord );
|
||||||
|
posix_memalign((void**) &c, ARRAY_ALIGNMENT, N * bytesPerWord );
|
||||||
|
posix_memalign((void**) &d, ARRAY_ALIGNMENT, N * bytesPerWord );
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i=0; i<NUMBENCH; i++) {
|
||||||
|
avgtime[i] = 0;
|
||||||
|
maxtime[i] = 0;
|
||||||
|
mintime[i] = FLT_MAX;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef _OPENMP
|
||||||
|
printf(HLINE);
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int k = omp_get_num_threads();
|
||||||
|
int i = omp_get_thread_num();
|
||||||
|
|
||||||
|
#pragma omp single
|
||||||
|
printf ("OpenMP enabled, running with %d threads\n", k);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
|
#pragma omp parallel for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = 2.0;
|
||||||
|
b[i] = 2.0;
|
||||||
|
c[i] = 0.5;
|
||||||
|
d[i] = 1.0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
scalar = 3.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for ( int k=0; k < NTIMES; k++) {
|
||||||
|
times[INIT][k] = init(b, scalar, N);
|
||||||
|
times[COPY][k] = copy(c, a, N);
|
||||||
|
times[UPDATE][k] = update(a, scalar, N);
|
||||||
|
times[TRIAD][k] = triad(a, b, c, scalar, N);
|
||||||
|
times[DAXPY][k] = daxpy(a, b, scalar, N);
|
||||||
|
times[STRIAD][k] = striad(a, b, c, d, N);
|
||||||
|
times[SDAXPY][k] = sdaxpy(a, b, c, N);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j=0; j<NUMBENCH; j++) {
|
||||||
|
for (int k=1; k<NTIMES; k++) {
|
||||||
|
avgtime[j] = avgtime[j] + times[j][k];
|
||||||
|
mintime[j] = MIN(mintime[j], times[j][k]);
|
||||||
|
maxtime[j] = MAX(maxtime[j], times[j][k]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
printf(HLINE);
|
||||||
|
printf("Function Rate(MB/s) Rate(MFlop/s) Avg time Min time Max time\n");
|
||||||
|
for (int j=0; j<NUMBENCH; j++) {
|
||||||
|
avgtime[j] = avgtime[j]/(double)(NTIMES-1);
|
||||||
|
double bytes = (double) benchmarks[j].words * sizeof(double) * N;
|
||||||
|
double flops = (double) benchmarks[j].flops * N;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (flops > 0){
|
||||||
|
printf("%s%11.2f %11.2f %11.4f %11.4f %11.4f\n", benchmarks[j].label,
|
||||||
|
1.0E-06 * bytes/mintime[j],
|
||||||
|
1.0E-06 * flops/mintime[j],
|
||||||
|
avgtime[j],
|
||||||
|
mintime[j],
|
||||||
|
maxtime[j]);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
printf("%s%11.2f - %11.4f %11.4f %11.4f\n", benchmarks[j].label,
|
||||||
|
1.0E-06 * bytes/mintime[j],
|
||||||
|
avgtime[j],
|
||||||
|
mintime[j],
|
||||||
|
maxtime[j]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
printf(HLINE);
|
||||||
|
check(a, b, c, d, N);
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_CLOSE;
|
||||||
|
|
||||||
|
return EXIT_SUCCESS;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void check(
|
||||||
|
double * a,
|
||||||
|
double * b,
|
||||||
|
double * c,
|
||||||
|
double * d,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double aj, bj, cj, dj, scalar;
|
||||||
|
double asum, bsum, csum, dsum;
|
||||||
|
double epsilon;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* reproduce initialization */
|
||||||
|
aj = 2.0;
|
||||||
|
bj = 2.0;
|
||||||
|
cj = 0.5;
|
||||||
|
dj = 1.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* now execute timing loop */
|
||||||
|
scalar = 3.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int k=0; k<NTIMES; k++) {
|
||||||
|
bj = scalar;
|
||||||
|
cj = aj;
|
||||||
|
aj = aj * scalar;
|
||||||
|
aj = bj + scalar * cj;
|
||||||
|
aj = aj + scalar * bj;
|
||||||
|
aj = bj + cj * dj;
|
||||||
|
aj = aj + bj * cj;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
aj = aj * (double) (N);
|
||||||
|
bj = bj * (double) (N);
|
||||||
|
cj = cj * (double) (N);
|
||||||
|
dj = dj * (double) (N);
|
||||||
|
|
||||||
|
asum = 0.0; bsum = 0.0; csum = 0.0; dsum = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
asum += a[i];
|
||||||
|
bsum += b[i];
|
||||||
|
csum += c[i];
|
||||||
|
dsum += d[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef VERBOSE
|
||||||
|
printf ("Results Comparison: \n");
|
||||||
|
printf (" Expected : %f %f %f \n",aj,bj,cj);
|
||||||
|
printf (" Observed : %f %f %f \n",asum,bsum,csum);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
|
epsilon = 1.e-8;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ABS(aj-asum)/asum > epsilon) {
|
||||||
|
printf ("Failed Validation on array a[]\n");
|
||||||
|
printf (" Expected : %f \n",aj);
|
||||||
|
printf (" Observed : %f \n",asum);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (ABS(bj-bsum)/bsum > epsilon) {
|
||||||
|
printf ("Failed Validation on array b[]\n");
|
||||||
|
printf (" Expected : %f \n",bj);
|
||||||
|
printf (" Observed : %f \n",bsum);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (ABS(cj-csum)/csum > epsilon) {
|
||||||
|
printf ("Failed Validation on array c[]\n");
|
||||||
|
printf (" Expected : %f \n",cj);
|
||||||
|
printf (" Observed : %f \n",csum);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (ABS(dj-dsum)/dsum > epsilon) {
|
||||||
|
printf ("Failed Validation on array d[]\n");
|
||||||
|
printf (" Expected : %f \n",dj);
|
||||||
|
printf (" Observed : %f \n",dsum);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
printf ("Solution Validates\n");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double getTimeStamp()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct timespec ts;
|
||||||
|
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
|
||||||
|
return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double init(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double scalar,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("INIT");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = scalar;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("INIT");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double copy(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double * restrict b,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("COPY");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = b[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("COPY");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double update(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double scalar,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("UPDATE");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = a[i] * scalar;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("UPDATE");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double triad(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double * restrict b,
|
||||||
|
double * restrict c,
|
||||||
|
double scalar,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("TRIAD");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = b[i] + scalar * c[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("TRIAD");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double daxpy(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double * restrict b,
|
||||||
|
double scalar,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("DAXPY");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = a[i] + scalar * b[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("DAXPY");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double striad(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double * restrict b,
|
||||||
|
double * restrict c,
|
||||||
|
double * restrict d,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("STRIAD");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = b[i] + d[i] * c[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_STOP("STRIAD");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = getTimeStamp();
|
||||||
|
|
||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double sdaxpy(
|
||||||
|
double * restrict a,
|
||||||
|
double * restrict b,
|
||||||
|
double * restrict c,
|
||||||
|
int N
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double S, E;
|
||||||
|
|
||||||
|
S = getTimeStamp();
|
||||||
|
#pragma omp parallel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
LIKWID_MARKER_START("SDAXPY");
|
||||||
|
#pragma omp for
|
||||||
|
for (int i=0; i<N; i++) {
|
||||||
|
a[i] = a[i] + b[i] * c[i];
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||||||
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}
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||||||
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LIKWID_MARKER_STOP("SDAXPY");
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||||||
|
}
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||||||
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E = getTimeStamp();
|
||||||
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||||||
|
return E-S;
|
||||||
|
}
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||||||
@@ -53,7 +53,6 @@
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|||||||
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||||||
typedef enum benchmark {
|
typedef enum benchmark {
|
||||||
INIT = 0,
|
INIT = 0,
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||||||
SUM,
|
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||||||
COPY,
|
COPY,
|
||||||
UPDATE,
|
UPDATE,
|
||||||
TRIAD,
|
TRIAD,
|
||||||
@@ -70,7 +69,6 @@ typedef struct {
|
|||||||
} benchmarkType;
|
} benchmarkType;
|
||||||
|
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||||||
extern double init(double*, double, int);
|
extern double init(double*, double, int);
|
||||||
extern double sum(double*, int);
|
|
||||||
extern double copy(double*, double*, int);
|
extern double copy(double*, double*, int);
|
||||||
extern double update(double*, double, int);
|
extern double update(double*, double, int);
|
||||||
extern double triad(double*, double*, double*, double, int);
|
extern double triad(double*, double*, double*, double, int);
|
||||||
@@ -96,7 +94,6 @@ int main (int argc, char** argv)
|
|||||||
|
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||||||
benchmarkType benchmarks[NUMBENCH] = {
|
benchmarkType benchmarks[NUMBENCH] = {
|
||||||
{"Init: ", 1, 0},
|
{"Init: ", 1, 0},
|
||||||
{"Sum: ", 1, 1},
|
|
||||||
{"Copy: ", 2, 0},
|
{"Copy: ", 2, 0},
|
||||||
{"Update: ", 2, 1},
|
{"Update: ", 2, 1},
|
||||||
{"Triad: ", 3, 2},
|
{"Triad: ", 3, 2},
|
||||||
@@ -140,9 +137,6 @@ int main (int argc, char** argv)
|
|||||||
|
|
||||||
for ( int k=0; k < NTIMES; k++) {
|
for ( int k=0; k < NTIMES; k++) {
|
||||||
times[INIT][k] = init(b, scalar, N);
|
times[INIT][k] = init(b, scalar, N);
|
||||||
tmp = a[10];
|
|
||||||
times[SUM][k] = sum(a, N);
|
|
||||||
a[10] = tmp;
|
|
||||||
times[COPY][k] = copy(c, a, N);
|
times[COPY][k] = copy(c, a, N);
|
||||||
times[UPDATE][k] = update(a, scalar, N);
|
times[UPDATE][k] = update(a, scalar, N);
|
||||||
times[TRIAD][k] = triad(a, b, c, scalar, N);
|
times[TRIAD][k] = triad(a, b, c, scalar, N);
|
||||||
@@ -290,27 +284,6 @@ double init(
|
|||||||
return E-S;
|
return E-S;
|
||||||
}
|
}
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||||||
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double sum(
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double * restrict a,
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int N
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)
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{
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double S, E;
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double sum = 0.0;
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||||||
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||||||
S = getTimeStamp();
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||||||
#pragma omp parallel for reduction(+:sum)
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||||||
for (int i=0; i<N; i++) {
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||||||
sum += a[i];
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||||||
}
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||||||
E = getTimeStamp();
|
|
||||||
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||||||
/* make the compiler think this makes actually sense */
|
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||||||
a[10] = sum;
|
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||||||
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||||||
return E-S;
|
|
||||||
}
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||||||
|
|
||||||
double copy(
|
double copy(
|
||||||
double * restrict a,
|
double * restrict a,
|
||||||
double * restrict b,
|
double * restrict b,
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||||||
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