src/gromacs/mdlib/gmx_wallcycle.c

   1 /*  -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  *
  32  * And Hey:
  33  * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
  34  */
  35
  36
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include <string.h>
  42 #include "gmx_wallcycle.h"
  43 #include "gmx_cyclecounter.h"
  44 #include "smalloc.h"
  45 #include "gmx_fatal.h"
  46 #include "md_logging.h"
  47 #include "string2.h"
  48
  49 #ifdef GMX_LIB_MPI
  50 #include <mpi.h>
  51 #endif
  52 #ifdef GMX_THREAD_MPI
  53 #include "tmpi.h"
  54 #endif
  55
  56 /* DEBUG_WCYCLE adds consistency checking for the counters.
  57  * It checks if you stop a counter different from the last
  58  * one that was opened and if you do nest too deep.
  59  */
  60 /* #define DEBUG_WCYCLE */
  61
  62 typedef struct
  63 {
  64     int          n;
  65     gmx_cycles_t c;
  66     gmx_cycles_t start;
  67     gmx_cycles_t last;
  68 } wallcc_t;
  69
  70 typedef struct gmx_wallcycle
  71 {
  72     wallcc_t        *wcc;
  73     /* variables for testing/debugging */
  74     gmx_bool         wc_barrier;
  75     wallcc_t        *wcc_all;
  76     int              wc_depth;
  77 #ifdef DEBUG_WCYCLE
  78 #define DEPTH_MAX 6
  79     int               counterlist[DEPTH_MAX];
  80     int               count_depth;
  81 #endif
  82     int               ewc_prev;
  83     gmx_cycles_t      cycle_prev;
  84     gmx_large_int_t   reset_counters;
  85 #ifdef GMX_MPI
  86     MPI_Comm          mpi_comm_mygroup;
  87 #endif
  88     int               nthreads_pp;
  89     int               nthreads_pme;
  90 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
  91     wallcc_t         *wcsc;
  92 #endif
  93     double           *cycles_sum;
  94 } gmx_wallcycle_t_t;
  95
  96 /* Each name should not exceed 19 characters */
  97 static const char *wcn[ewcNR] =
  98 {
  99     "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load",
 100     "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Neighbor search", "Launch GPU ops.",
 101     "Comm. coord.", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh",
 102     "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME 3D-FFT Comm.", "PME solve",
 103     "PME wait for PP", "Wait + Recv. PME F", "Wait GPU nonlocal", "Wait GPU local", "NB X/F buffer ops.",
 104     "Vsite spread", "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies",
 105     "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Test"
 106 };
 107
 108 static const char *wcsn[ewcsNR] =
 109 {
 110     "DD redist.", "DD NS grid + sort", "DD setup comm.",
 111     "DD make top.", "DD make constr.", "DD top. other",
 112     "NS grid local", "NS grid non-loc.", "NS search local", "NS search non-loc.",
 113     "Bonded F", "Nonbonded F", "Ewald F correction",
 114     "NB X buffer ops.", "NB F buffer ops."
 115 };
 116
 117 gmx_bool wallcycle_have_counter(void)
 118 {
 119     return gmx_cycles_have_counter();
 120 }
 121
 122 gmx_wallcycle_t wallcycle_init(FILE *fplog, int resetstep, t_commrec *cr,
 123                                int nthreads_pp, int nthreads_pme)
 124 {
 125     gmx_wallcycle_t wc;
 126
 127
 128     if (!wallcycle_have_counter())
 129     {
 130         return NULL;
 131     }
 132
 133     snew(wc, 1);
 134
 135     wc->wc_barrier          = FALSE;
 136     wc->wcc_all             = NULL;
 137     wc->wc_depth            = 0;
 138     wc->ewc_prev            = -1;
 139     wc->reset_counters      = resetstep;
 140     wc->nthreads_pp         = nthreads_pp;
 141     wc->nthreads_pme        = nthreads_pme;
 142     wc->cycles_sum          = NULL;
 143
 144 #ifdef GMX_MPI
 145     if (PAR(cr) && getenv("GMX_CYCLE_BARRIER") != NULL)
 146     {
 147         if (fplog)
 148         {
 149             fprintf(fplog, "\nWill call MPI_Barrier before each cycle start/stop call\n\n");
 150         }
 151         wc->wc_barrier       = TRUE;
 152         wc->mpi_comm_mygroup = cr->mpi_comm_mygroup;
 153     }
 154 #endif
 155
 156     snew(wc->wcc, ewcNR);
 157     if (getenv("GMX_CYCLE_ALL") != NULL)
 158     {
 159         if (fplog)
 160         {
 161             fprintf(fplog, "\nWill time all the code during the run\n\n");
 162         }
 163         snew(wc->wcc_all, ewcNR*ewcNR);
 164     }
 165
 166 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 167     snew(wc->wcsc, ewcsNR);
 168 #endif
 169
 170 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 171     wc->count_depth = 0;
 172 #endif
 173
 174     return wc;
 175 }
 176
 177 void wallcycle_destroy(gmx_wallcycle_t wc)
 178 {
 179     if (wc == NULL)
 180     {
 181         return;
 182     }
 183
 184     if (wc->wcc != NULL)
 185     {
 186         sfree(wc->wcc);
 187     }
 188     if (wc->wcc_all != NULL)
 189     {
 190         sfree(wc->wcc_all);
 191     }
 192 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 193     if (wc->wcsc != NULL)
 194     {
 195         sfree(wc->wcsc);
 196     }
 197 #endif
 198     sfree(wc);
 199 }
 200
 201 static void wallcycle_all_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 202 {
 203     wc->ewc_prev   = ewc;
 204     wc->cycle_prev = cycle;
 205 }
 206
 207 static void wallcycle_all_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 208 {
 209     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].n += 1;
 210     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].c += cycle - wc->cycle_prev;
 211 }
 212
 213
 214 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 215 static void debug_start_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 216 {
 217     /* fprintf(stderr,"wcycle_start depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 218
 219     if (wc->count_depth < 0 || wc->count_depth >= DEPTH_MAX)
 220     {
 221         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range: %d",
 222                   wc->count_depth);
 223     }
 224     wc->counterlist[wc->count_depth] = ewc;
 225     wc->count_depth++;
 226 }
 227
 228 static void debug_stop_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 229 {
 230     wc->count_depth--;
 231
 232     /* fprintf(stderr,"wcycle_stop depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 233
 234     if (wc->count_depth < 0)
 235     {
 236         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range when stopping %s: %d", wcn[ewc], wc->count_depth);
 237     }
 238     if (wc->counterlist[wc->count_depth] != ewc)
 239     {
 240         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle mismatch at stop, start %s, stop %s",
 241                   wcn[wc->counterlist[wc->count_depth]], wcn[ewc]);
 242     }
 243 }
 244 #endif
 245
 246 void wallcycle_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 247 {
 248     gmx_cycles_t cycle;
 249
 250     if (wc == NULL)
 251     {
 252         return;
 253     }
 254
 255 #ifdef GMX_MPI
 256     if (wc->wc_barrier)
 257     {
 258         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 259     }
 260 #endif
 261
 262 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 263     debug_start_check(wc, ewc);
 264 #endif
 265
 266     cycle              = gmx_cycles_read();
 267     wc->wcc[ewc].start = cycle;
 268     if (wc->wcc_all != NULL)
 269     {
 270         wc->wc_depth++;
 271         if (ewc == ewcRUN)
 272         {
 273             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 274         }
 275         else if (wc->wc_depth == 3)
 276         {
 277             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 278         }
 279     }
 280 }
 281
 282 void wallcycle_start_nocount(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 283 {
 284     if (wc == NULL)
 285     {
 286         return;
 287     }
 288
 289     wallcycle_start(wc, ewc);
 290     wc->wcc[ewc].n--;
 291 }
 292
 293 double wallcycle_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 294 {
 295     gmx_cycles_t cycle, last;
 296
 297     if (wc == NULL)
 298     {
 299         return 0;
 300     }
 301
 302 #ifdef GMX_MPI
 303     if (wc->wc_barrier)
 304     {
 305         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 306     }
 307 #endif
 308
 309 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 310     debug_stop_check(wc, ewc);
 311 #endif
 312
 313     cycle           = gmx_cycles_read();
 314     last            = cycle - wc->wcc[ewc].start;
 315     wc->wcc[ewc].c += last;
 316     wc->wcc[ewc].n++;
 317     if (wc->wcc_all)
 318     {
 319         wc->wc_depth--;
 320         if (ewc == ewcRUN)
 321         {
 322             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 323         }
 324         else if (wc->wc_depth == 2)
 325         {
 326             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 327         }
 328     }
 329
 330     return last;
 331 }
 332
 333 void wallcycle_reset_all(gmx_wallcycle_t wc)
 334 {
 335     int i;
 336
 337     if (wc == NULL)
 338     {
 339         return;
 340     }
 341
 342     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 343     {
 344         wc->wcc[i].n = 0;
 345         wc->wcc[i].c = 0;
 346     }
 347     if (wc->wcc_all)
 348     {
 349         for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 350         {
 351             wc->wcc_all[i].n = 0;
 352             wc->wcc_all[i].c = 0;
 353         }
 354     }
 355 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 356     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 357     {
 358         wc->wcsc[i].n = 0;
 359         wc->wcsc[i].c = 0;
 360     }
 361 #endif
 362 }
 363
 364 static gmx_bool is_pme_counter(int ewc)
 365 {
 366     return (ewc >= ewcPMEMESH && ewc <= ewcPMEWAITCOMM);
 367 }
 368
 369 static gmx_bool is_pme_subcounter(int ewc)
 370 {
 371     return (ewc >= ewcPME_REDISTXF && ewc < ewcPMEWAITCOMM);
 372 }
 373
 374 void wallcycle_sum(t_commrec *cr, gmx_wallcycle_t wc)
 375 {
 376     wallcc_t *wcc;
 377     double   *cycles;
 378     double    cycles_n[ewcNR+ewcsNR], buf[ewcNR+ewcsNR], *cyc_all, *buf_all;
 379     int       i, j;
 380     int       nsum;
 381
 382     if (wc == NULL)
 383     {
 384         return;
 385     }
 386
 387     snew(wc->cycles_sum, ewcNR+ewcsNR);
 388     cycles = wc->cycles_sum;
 389
 390     wcc = wc->wcc;
 391
 392     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 393     {
 394         if (is_pme_counter(i) || (i == ewcRUN && cr->duty == DUTY_PME))
 395         {
 396             wcc[i].c *= wc->nthreads_pme;
 397
 398             if (wc->wcc_all)
 399             {
 400                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 401                 {
 402                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pme;
 403                 }
 404             }
 405         }
 406         else
 407         {
 408             wcc[i].c *= wc->nthreads_pp;
 409
 410             if (wc->wcc_all)
 411             {
 412                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 413                 {
 414                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pp;
 415                 }
 416             }
 417         }
 418     }
 419
 420     if (wcc[ewcDDCOMMLOAD].n > 0)
 421     {
 422         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMLOAD].c;
 423     }
 424     if (wcc[ewcDDCOMMBOUND].n > 0)
 425     {
 426         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMBOUND].c;
 427     }
 428     if (wcc[ewcPME_FFTCOMM].n > 0)
 429     {
 430         wcc[ewcPME_FFT].c -= wcc[ewcPME_FFTCOMM].c;
 431     }
 432
 433     if (cr->npmenodes == 0)
 434     {
 435         /* All nodes do PME (or no PME at all) */
 436         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 437         {
 438             wcc[ewcFORCE].c -= wcc[ewcPMEMESH].c;
 439         }
 440     }
 441     else
 442     {
 443         /* The are PME-only nodes */
 444         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 445         {
 446             /* This must be a PME only node, calculate the Wait + Comm. time */
 447             wcc[ewcPMEWAITCOMM].c = wcc[ewcRUN].c - wcc[ewcPMEMESH].c;
 448         }
 449     }
 450
 451     /* Store the cycles in a double buffer for summing */
 452     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 453     {
 454         cycles_n[i] = (double)wcc[i].n;
 455         cycles[i]   = (double)wcc[i].c;
 456     }
 457     nsum = ewcNR;
 458 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 459     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 460     {
 461         wc->wcsc[i].c    *= wc->nthreads_pp;
 462         cycles_n[ewcNR+i] = (double)wc->wcsc[i].n;
 463         cycles[ewcNR+i]   = (double)wc->wcsc[i].c;
 464     }
 465     nsum += ewcsNR;
 466 #endif
 467
 468 #ifdef GMX_MPI
 469     if (cr->nnodes > 1)
 470     {
 471         MPI_Allreduce(cycles_n, buf, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_MAX,
 472                       cr->mpi_comm_mysim);
 473         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 474         {
 475             wcc[i].n = (int)(buf[i] + 0.5);
 476         }
 477 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 478         for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 479         {
 480             wc->wcsc[i].n = (int)(buf[ewcNR+i] + 0.5);
 481         }
 482 #endif
 483
 484         MPI_Allreduce(cycles, buf, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 485                       cr->mpi_comm_mysim);
 486         for (i = 0; i < nsum; i++)
 487         {
 488             cycles[i] = buf[i];
 489         }
 490
 491         if (wc->wcc_all != NULL)
 492         {
 493             snew(cyc_all, ewcNR*ewcNR);
 494             snew(buf_all, ewcNR*ewcNR);
 495             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 496             {
 497                 cyc_all[i] = wc->wcc_all[i].c;
 498             }
 499             MPI_Allreduce(cyc_all, buf_all, ewcNR*ewcNR, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 500                           cr->mpi_comm_mysim);
 501             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 502             {
 503                 wc->wcc_all[i].c = buf_all[i];
 504             }
 505             sfree(buf_all);
 506             sfree(cyc_all);
 507         }
 508     }
 509 #endif
 510 }
 511
 512 static void print_cycles(FILE *fplog, double c2t, const char *name,
 513                          int nnodes_tot, int nnodes, int nthreads,
 514                          int n, double c, double tot)
 515 {
 516     char   num[11];
 517     char   thstr[6];
 518     double wallt;
 519
 520     if (c > 0)
 521     {
 522         if (n > 0)
 523         {
 524             snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 525             if (nthreads < 0)
 526             {
 527                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "N/A");
 528             }
 529             else
 530             {
 531                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "%4d", nthreads);
 532             }
 533         }
 534         else
 535         {
 536             sprintf(num, "          ");
 537             sprintf(thstr, "    ");
 538         }
 539         wallt = c*c2t*nnodes_tot/(double)nnodes;
 540         fprintf(fplog, " %-19s %4d %4s %10s  %10.3f %12.3f   %5.1f\n",
 541                 name, nnodes, thstr, num, wallt, c*1e-9, 100*c/tot);
 542     }
 543 }
 544
 545 static void print_gputimes(FILE *fplog, const char *name,
 546                            int n, double t, double tot_t)
 547 {
 548     char num[11];
 549     char avg_perf[11];
 550
 551     if (n > 0)
 552     {
 553         snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 554         snprintf(avg_perf, sizeof(avg_perf), "%10.3f", t/n);
 555     }
 556     else
 557     {
 558         sprintf(num, "          ");
 559         sprintf(avg_perf, "          ");
 560     }
 561     if (t != tot_t)
 562     {
 563         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 564                 name, num, t/1000, avg_perf, 100 * t/tot_t);
 565     }
 566     else
 567     {
 568         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 569                 name, "", t/1000, avg_perf, 100.0);
 570     }
 571 }
 572
 573 void wallcycle_print(FILE *fplog, int nnodes, int npme, double realtime,
 574                      gmx_wallcycle_t wc, wallclock_gpu_t *gpu_t)
 575 {
 576     double     *cycles;
 577     double      c2t, tot, tot_gpu, tot_cpu_overlap, gpu_cpu_ratio, sum, tot_k;
 578     int         i, j, npp, nth_pp, nth_pme;
 579     char        buf[STRLEN];
 580     const char *hline = "-----------------------------------------------------------------------------";
 581
 582     if (wc == NULL)
 583     {
 584         return;
 585     }
 586
 587     nth_pp  = wc->nthreads_pp;
 588     nth_pme = wc->nthreads_pme;
 589
 590     cycles = wc->cycles_sum;
 591
 592     if (npme > 0)
 593     {
 594         npp = nnodes - npme;
 595     }
 596     else
 597     {
 598         npp  = nnodes;
 599         npme = nnodes;
 600     }
 601     tot = cycles[ewcRUN];
 602
 603     /* Conversion factor from cycles to seconds */
 604     if (tot > 0)
 605     {
 606         c2t = realtime/tot;
 607     }
 608     else
 609     {
 610         c2t = 0;
 611     }
 612
 613     fprintf(fplog, "\n     R E A L   C Y C L E   A N D   T I M E   A C C O U N T I N G\n\n");
 614
 615     fprintf(fplog, " Computing:         Nodes   Th.     Count  Wall t (s)     G-Cycles       %c\n", '%');
 616     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 617     sum = 0;
 618     for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 619     {
 620         if (!is_pme_subcounter(i))
 621         {
 622             print_cycles(fplog, c2t, wcn[i], nnodes,
 623                          is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 624                          is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 625                          wc->wcc[i].n, cycles[i], tot);
 626             sum += cycles[i];
 627         }
 628     }
 629     if (wc->wcc_all != NULL)
 630     {
 631         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 632         {
 633             for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 634             {
 635                 snprintf(buf, 9, "%-9s", wcn[i]);
 636                 buf[9] = ' ';
 637                 snprintf(buf+10, 9, "%-9s", wcn[j]);
 638                 buf[19] = '\0';
 639                 print_cycles(fplog, c2t, buf, nnodes,
 640                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 641                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 642                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].n,
 643                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c,
 644                              tot);
 645             }
 646         }
 647     }
 648     print_cycles(fplog, c2t, "Rest", npp, npp, -1, 0, tot-sum, tot);
 649     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 650     print_cycles(fplog, c2t, "Total", nnodes, nnodes, -1, 0, tot, tot);
 651     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 652
 653     if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 654     {
 655         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 656         for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 657         {
 658             if (is_pme_subcounter(i))
 659             {
 660                 print_cycles(fplog, c2t, wcn[i], nnodes,
 661                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 662                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 663                              wc->wcc[i].n, cycles[i], tot);
 664             }
 665         }
 666         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 667     }
 668
 669 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 670     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 671     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 672     {
 673         print_cycles(fplog, c2t, wcsn[i], nnodes, npp, nth_pp,
 674                      wc->wcsc[i].n, cycles[ewcNR+i], tot);
 675     }
 676     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 677 #endif
 678
 679     /* print GPU timing summary */
 680     if (gpu_t)
 681     {
 682         const char *k_log_str[2][2] = {
 683             {"Nonbonded F kernel", "Nonbonded F+ene k."},
 684             {"Nonbonded F+prune k.", "Nonbonded F+ene+prune k."}
 685         };
 686
 687         tot_gpu = gpu_t->pl_h2d_t + gpu_t->nb_h2d_t + gpu_t->nb_d2h_t;
 688
 689         /* add up the kernel timings */
 690         tot_k = 0.0;
 691         for (i = 0; i < 2; i++)
 692         {
 693             for (j = 0; j < 2; j++)
 694             {
 695                 tot_k += gpu_t->ktime[i][j].t;
 696             }
 697         }
 698         tot_gpu += tot_k;
 699
 700         tot_cpu_overlap = wc->wcc[ewcFORCE].c;
 701         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 702         {
 703             tot_cpu_overlap += wc->wcc[ewcPMEMESH].c;
 704         }
 705         tot_cpu_overlap *= c2t * 1000; /* convert s to ms */
 706
 707         fprintf(fplog, "\n GPU timings\n%s\n", hline);
 708         fprintf(fplog, " Computing:                         Count  Wall t (s)      ms/step       %c\n", '%');
 709         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 710         print_gputimes(fplog, "Pair list H2D",
 711                        gpu_t->pl_h2d_c, gpu_t->pl_h2d_t, tot_gpu);
 712         print_gputimes(fplog, "X / q H2D",
 713                        gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_h2d_t, tot_gpu);
 714
 715         for (i = 0; i < 2; i++)
 716         {
 717             for (j = 0; j < 2; j++)
 718             {
 719                 if (gpu_t->ktime[i][j].c)
 720                 {
 721                     print_gputimes(fplog, k_log_str[i][j],
 722                                    gpu_t->ktime[i][j].c, gpu_t->ktime[i][j].t, tot_gpu);
 723                 }
 724             }
 725         }
 726
 727         print_gputimes(fplog, "F D2H",  gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_d2h_t, tot_gpu);
 728         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 729         print_gputimes(fplog, "Total ", gpu_t->nb_c, tot_gpu, tot_gpu);
 730         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 731
 732         gpu_cpu_ratio = tot_gpu/tot_cpu_overlap;
 733         fprintf(fplog, "\nForce evaluation time GPU/CPU: %.3f ms/%.3f ms = %.3f\n",
 734                 tot_gpu/gpu_t->nb_c, tot_cpu_overlap/wc->wcc[ewcFORCE].n,
 735                 gpu_cpu_ratio);
 736
 737         /* only print notes related to CPU-GPU load balance with PME */
 738         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 739         {
 740             fprintf(fplog, "For optimal performance this ratio should be close to 1!\n");
 741
 742             /* print note if the imbalance is high with PME case in which
 743              * CPU-GPU load balancing is possible */
 744             if (gpu_cpu_ratio < 0.75 || gpu_cpu_ratio > 1.2)
 745             {
 746                 /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 747                 if (gpu_cpu_ratio < 0.75)
 748                 {
 749                     if (npp > 1)
 750                     {
 751                         /* The user could have used -notunepme,
 752                          * but we currently can't check that here.
 753                          */
 754                         md_print_warn(NULL, fplog,
 755                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 756                                       "      performance loss. Maybe the domain decomposition limits the PME tuning.\n"
 757                                       "      In that case, try setting the DD grid manually (-dd) or lowering -dds.");
 758                     }
 759                     else
 760                     {
 761                         /* We should not end up here, unless the box is
 762                          * too small for increasing the cut-off for PME tuning.
 763                          */
 764                         md_print_warn(NULL, fplog,
 765                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 766                                       "      performance loss.");
 767                     }
 768                 }
 769                 if (gpu_cpu_ratio > 1.2)
 770                 {
 771                     md_print_warn(NULL, fplog,
 772                                   "\nNOTE: The GPU has >20%% more load than the CPU. This imbalance causes\n"
 773                                   "      performance loss, consider using a shorter cut-off and a finer PME grid.");
 774                 }
 775             }
 776         }
 777     }
 778
 779     if (wc->wcc[ewcNB_XF_BUF_OPS].n > 0 &&
 780         (cycles[ewcDOMDEC] > tot*0.1 ||
 781          cycles[ewcNS] > tot*0.1))
 782     {
 783         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 784         if (wc->wcc[ewcDOMDEC].n == 0)
 785         {
 786             md_print_warn(NULL, fplog,
 787                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 788                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 789                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 790         }
 791         else
 792         {
 793             md_print_warn(NULL, fplog,
 794                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in domain decomposition,\n"
 795                           "      %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 796                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 797                           (int)(100*cycles[ewcDOMDEC]/tot+0.5),
 798                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 799         }
 800     }
 801
 802     if (cycles[ewcMoveE] > tot*0.05)
 803     {
 804         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 805         md_print_warn(NULL, fplog,
 806                       "NOTE: %d %% of the run time was spent communicating energies,\n"
 807                       "      you might want to use the -gcom option of mdrun\n",
 808                       (int)(100*cycles[ewcMoveE]/tot+0.5));
 809     }
 810 }
 811
 812 extern gmx_large_int_t wcycle_get_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc)
 813 {
 814     if (wc == NULL)
 815     {
 816         return -1;
 817     }
 818
 819     return wc->reset_counters;
 820 }
 821
 822 extern void wcycle_set_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc, gmx_large_int_t reset_counters)
 823 {
 824     if (wc == NULL)
 825     {
 826         return;
 827     }
 828
 829     wc->reset_counters = reset_counters;
 830 }
 831
 832 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 833
 834 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 835 {
 836     if (wc != NULL)
 837     {
 838         wc->wcsc[ewcs].start = gmx_cycles_read();
 839     }
 840 }
 841
 842 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 843 {
 844     if (wc != NULL)
 845     {
 846         wc->wcsc[ewcs].c += gmx_cycles_read() - wc->wcsc[ewcs].start;
 847         wc->wcsc[ewcs].n++;
 848     }
 849 }
 850
 851 #endif /* GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS */