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 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  50
  51 /* DEBUG_WCYCLE adds consistency checking for the counters.
  52  * It checks if you stop a counter different from the last
  53  * one that was opened and if you do nest too deep.
  54  */
  55 /* #define DEBUG_WCYCLE */
  56
  57 typedef struct
  58 {
  59     int          n;
  60     gmx_cycles_t c;
  61     gmx_cycles_t start;
  62     gmx_cycles_t last;
  63 } wallcc_t;
  64
  65 typedef struct gmx_wallcycle
  66 {
  67     wallcc_t        *wcc;
  68     /* variables for testing/debugging */
  69     gmx_bool         wc_barrier;
  70     wallcc_t        *wcc_all;
  71     int              wc_depth;
  72 #ifdef DEBUG_WCYCLE
  73 #define DEPTH_MAX 6
  74     int               counterlist[DEPTH_MAX];
  75     int               count_depth;
  76 #endif
  77     int               ewc_prev;
  78     gmx_cycles_t      cycle_prev;
  79     gmx_large_int_t   reset_counters;
  80 #ifdef GMX_MPI
  81     MPI_Comm          mpi_comm_mygroup;
  82 #endif
  83     int               nthreads_pp;
  84     int               nthreads_pme;
  85 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
  86     wallcc_t         *wcsc;
  87 #endif
  88     double           *cycles_sum;
  89 } gmx_wallcycle_t_t;
  90
  91 /* Each name should not exceed 19 characters */
  92 static const char *wcn[ewcNR] =
  93 {
  94     "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load",
  95     "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Neighbor search", "Launch GPU ops.",
  96     "Comm. coord.", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh",
  97     "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME 3D-FFT Comm.", "PME solve",
  98     "PME wait for PP", "Wait + Recv. PME F", "Wait GPU nonlocal", "Wait GPU local", "NB X/F buffer ops.",
  99     "Vsite spread", "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies",
 100     "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Test"
 101 };
 102
 103 static const char *wcsn[ewcsNR] =
 104 {
 105     "DD redist.", "DD NS grid + sort", "DD setup comm.",
 106     "DD make top.", "DD make constr.", "DD top. other",
 107     "NS grid local", "NS grid non-loc.", "NS search local", "NS search non-loc.",
 108     "Bonded F", "Nonbonded F", "Ewald F correction",
 109     "NB X buffer ops.", "NB F buffer ops."
 110 };
 111
 112 gmx_bool wallcycle_have_counter(void)
 113 {
 114     return gmx_cycles_have_counter();
 115 }
 116
 117 gmx_wallcycle_t wallcycle_init(FILE *fplog, int resetstep, t_commrec *cr,
 118                                int nthreads_pp, int nthreads_pme)
 119 {
 120     gmx_wallcycle_t wc;
 121
 122
 123     if (!wallcycle_have_counter())
 124     {
 125         return NULL;
 126     }
 127
 128     snew(wc, 1);
 129
 130     wc->wc_barrier          = FALSE;
 131     wc->wcc_all             = NULL;
 132     wc->wc_depth            = 0;
 133     wc->ewc_prev            = -1;
 134     wc->reset_counters      = resetstep;
 135     wc->nthreads_pp         = nthreads_pp;
 136     wc->nthreads_pme        = nthreads_pme;
 137     wc->cycles_sum          = NULL;
 138
 139 #ifdef GMX_MPI
 140     if (PAR(cr) && getenv("GMX_CYCLE_BARRIER") != NULL)
 141     {
 142         if (fplog)
 143         {
 144             fprintf(fplog, "\nWill call MPI_Barrier before each cycle start/stop call\n\n");
 145         }
 146         wc->wc_barrier       = TRUE;
 147         wc->mpi_comm_mygroup = cr->mpi_comm_mygroup;
 148     }
 149 #endif
 150
 151     snew(wc->wcc, ewcNR);
 152     if (getenv("GMX_CYCLE_ALL") != NULL)
 153     {
 154         if (fplog)
 155         {
 156             fprintf(fplog, "\nWill time all the code during the run\n\n");
 157         }
 158         snew(wc->wcc_all, ewcNR*ewcNR);
 159     }
 160
 161 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 162     snew(wc->wcsc, ewcsNR);
 163 #endif
 164
 165 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 166     wc->count_depth = 0;
 167 #endif
 168
 169     return wc;
 170 }
 171
 172 void wallcycle_destroy(gmx_wallcycle_t wc)
 173 {
 174     if (wc == NULL)
 175     {
 176         return;
 177     }
 178
 179     if (wc->wcc != NULL)
 180     {
 181         sfree(wc->wcc);
 182     }
 183     if (wc->wcc_all != NULL)
 184     {
 185         sfree(wc->wcc_all);
 186     }
 187 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 188     if (wc->wcsc != NULL)
 189     {
 190         sfree(wc->wcsc);
 191     }
 192 #endif
 193     sfree(wc);
 194 }
 195
 196 static void wallcycle_all_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 197 {
 198     wc->ewc_prev   = ewc;
 199     wc->cycle_prev = cycle;
 200 }
 201
 202 static void wallcycle_all_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 203 {
 204     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].n += 1;
 205     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].c += cycle - wc->cycle_prev;
 206 }
 207
 208
 209 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 210 static void debug_start_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 211 {
 212     /* fprintf(stderr,"wcycle_start depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 213
 214     if (wc->count_depth < 0 || wc->count_depth >= DEPTH_MAX)
 215     {
 216         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range: %d",
 217                   wc->count_depth);
 218     }
 219     wc->counterlist[wc->count_depth] = ewc;
 220     wc->count_depth++;
 221 }
 222
 223 static void debug_stop_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 224 {
 225     wc->count_depth--;
 226
 227     /* fprintf(stderr,"wcycle_stop depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 228
 229     if (wc->count_depth < 0)
 230     {
 231         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range when stopping %s: %d", wcn[ewc], wc->count_depth);
 232     }
 233     if (wc->counterlist[wc->count_depth] != ewc)
 234     {
 235         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle mismatch at stop, start %s, stop %s",
 236                   wcn[wc->counterlist[wc->count_depth]], wcn[ewc]);
 237     }
 238 }
 239 #endif
 240
 241 void wallcycle_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 242 {
 243     gmx_cycles_t cycle;
 244
 245     if (wc == NULL)
 246     {
 247         return;
 248     }
 249
 250 #ifdef GMX_MPI
 251     if (wc->wc_barrier)
 252     {
 253         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 254     }
 255 #endif
 256
 257 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 258     debug_start_check(wc, ewc);
 259 #endif
 260
 261     cycle              = gmx_cycles_read();
 262     wc->wcc[ewc].start = cycle;
 263     if (wc->wcc_all != NULL)
 264     {
 265         wc->wc_depth++;
 266         if (ewc == ewcRUN)
 267         {
 268             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 269         }
 270         else if (wc->wc_depth == 3)
 271         {
 272             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 273         }
 274     }
 275 }
 276
 277 void wallcycle_start_nocount(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 278 {
 279     if (wc == NULL)
 280     {
 281         return;
 282     }
 283
 284     wallcycle_start(wc, ewc);
 285     wc->wcc[ewc].n--;
 286 }
 287
 288 double wallcycle_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 289 {
 290     gmx_cycles_t cycle, last;
 291
 292     if (wc == NULL)
 293     {
 294         return 0;
 295     }
 296
 297 #ifdef GMX_MPI
 298     if (wc->wc_barrier)
 299     {
 300         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 301     }
 302 #endif
 303
 304 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 305     debug_stop_check(wc, ewc);
 306 #endif
 307
 308     cycle           = gmx_cycles_read();
 309     last            = cycle - wc->wcc[ewc].start;
 310     wc->wcc[ewc].c += last;
 311     wc->wcc[ewc].n++;
 312     if (wc->wcc_all)
 313     {
 314         wc->wc_depth--;
 315         if (ewc == ewcRUN)
 316         {
 317             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 318         }
 319         else if (wc->wc_depth == 2)
 320         {
 321             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 322         }
 323     }
 324
 325     return last;
 326 }
 327
 328 void wallcycle_reset_all(gmx_wallcycle_t wc)
 329 {
 330     int i;
 331
 332     if (wc == NULL)
 333     {
 334         return;
 335     }
 336
 337     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 338     {
 339         wc->wcc[i].n = 0;
 340         wc->wcc[i].c = 0;
 341     }
 342     if (wc->wcc_all)
 343     {
 344         for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 345         {
 346             wc->wcc_all[i].n = 0;
 347             wc->wcc_all[i].c = 0;
 348         }
 349     }
 350 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 351     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 352     {
 353         wc->wcsc[i].n = 0;
 354         wc->wcsc[i].c = 0;
 355     }
 356 #endif
 357 }
 358
 359 static gmx_bool is_pme_counter(int ewc)
 360 {
 361     return (ewc >= ewcPMEMESH && ewc <= ewcPMEWAITCOMM);
 362 }
 363
 364 static gmx_bool is_pme_subcounter(int ewc)
 365 {
 366     return (ewc >= ewcPME_REDISTXF && ewc < ewcPMEWAITCOMM);
 367 }
 368
 369 void wallcycle_sum(t_commrec *cr, gmx_wallcycle_t wc)
 370 {
 371     wallcc_t *wcc;
 372     double   *cycles;
 373     double    cycles_n[ewcNR+ewcsNR], buf[ewcNR+ewcsNR], *cyc_all, *buf_all;
 374     int       i, j;
 375     int       nsum;
 376
 377     if (wc == NULL)
 378     {
 379         return;
 380     }
 381
 382     snew(wc->cycles_sum, ewcNR+ewcsNR);
 383     cycles = wc->cycles_sum;
 384
 385     wcc = wc->wcc;
 386
 387     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 388     {
 389         if (is_pme_counter(i) || (i == ewcRUN && cr->duty == DUTY_PME))
 390         {
 391             wcc[i].c *= wc->nthreads_pme;
 392
 393             if (wc->wcc_all)
 394             {
 395                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 396                 {
 397                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pme;
 398                 }
 399             }
 400         }
 401         else
 402         {
 403             wcc[i].c *= wc->nthreads_pp;
 404
 405             if (wc->wcc_all)
 406             {
 407                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 408                 {
 409                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pp;
 410                 }
 411             }
 412         }
 413     }
 414
 415     if (wcc[ewcDDCOMMLOAD].n > 0)
 416     {
 417         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMLOAD].c;
 418     }
 419     if (wcc[ewcDDCOMMBOUND].n > 0)
 420     {
 421         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMBOUND].c;
 422     }
 423     if (wcc[ewcPME_FFTCOMM].n > 0)
 424     {
 425         wcc[ewcPME_FFT].c -= wcc[ewcPME_FFTCOMM].c;
 426     }
 427
 428     if (cr->npmenodes == 0)
 429     {
 430         /* All nodes do PME (or no PME at all) */
 431         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 432         {
 433             wcc[ewcFORCE].c -= wcc[ewcPMEMESH].c;
 434         }
 435     }
 436     else
 437     {
 438         /* The are PME-only nodes */
 439         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 440         {
 441             /* This must be a PME only node, calculate the Wait + Comm. time */
 442             wcc[ewcPMEWAITCOMM].c = wcc[ewcRUN].c - wcc[ewcPMEMESH].c;
 443         }
 444     }
 445
 446     /* Store the cycles in a double buffer for summing */
 447     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 448     {
 449         cycles_n[i] = (double)wcc[i].n;
 450         cycles[i]   = (double)wcc[i].c;
 451     }
 452     nsum = ewcNR;
 453 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 454     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 455     {
 456         wc->wcsc[i].c    *= wc->nthreads_pp;
 457         cycles_n[ewcNR+i] = (double)wc->wcsc[i].n;
 458         cycles[ewcNR+i]   = (double)wc->wcsc[i].c;
 459     }
 460     nsum += ewcsNR;
 461 #endif
 462
 463 #ifdef GMX_MPI
 464     if (cr->nnodes > 1)
 465     {
 466         MPI_Allreduce(cycles_n, buf, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_MAX,
 467                       cr->mpi_comm_mysim);
 468         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 469         {
 470             wcc[i].n = (int)(buf[i] + 0.5);
 471         }
 472 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 473         for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 474         {
 475             wc->wcsc[i].n = (int)(buf[ewcNR+i] + 0.5);
 476         }
 477 #endif
 478
 479         MPI_Allreduce(cycles, buf, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 480                       cr->mpi_comm_mysim);
 481         for (i = 0; i < nsum; i++)
 482         {
 483             cycles[i] = buf[i];
 484         }
 485
 486         if (wc->wcc_all != NULL)
 487         {
 488             snew(cyc_all, ewcNR*ewcNR);
 489             snew(buf_all, ewcNR*ewcNR);
 490             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 491             {
 492                 cyc_all[i] = wc->wcc_all[i].c;
 493             }
 494             MPI_Allreduce(cyc_all, buf_all, ewcNR*ewcNR, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 495                           cr->mpi_comm_mysim);
 496             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 497             {
 498                 wc->wcc_all[i].c = buf_all[i];
 499             }
 500             sfree(buf_all);
 501             sfree(cyc_all);
 502         }
 503     }
 504 #endif
 505 }
 506
 507 static void print_cycles(FILE *fplog, double c2t, const char *name,
 508                          int nthreads_tot,
 509                          int nnodes, int nthreads,
 510                          int n, double c, double tot)
 511 {
 512     char   num[11];
 513     char   thstr[6];
 514     double wallt;
 515
 516     if (c > 0)
 517     {
 518         if (n > 0)
 519         {
 520             snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 521             if (nthreads < 0)
 522             {
 523                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "N/A");
 524             }
 525             else
 526             {
 527                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "%4d", nthreads);
 528             }
 529         }
 530         else
 531         {
 532             sprintf(num, "          ");
 533             sprintf(thstr, "    ");
 534         }
 535         /* Convert the cycle count to wallclock time for this task */
 536         if (nthreads > 0)
 537         {
 538             /* Cycle count has been multiplied by the thread count,
 539              * correct for the number of threads used.
 540              */
 541             wallt = c*c2t*nthreads_tot/(double)(nnodes*nthreads);
 542         }
 543         else
 544         {
 545             /* nthreads=-1 signals total run time, no correction required */
 546             wallt = c*c2t;
 547         }
 548         fprintf(fplog, " %-19s %4d %4s %10s  %10.3f %12.3f   %5.1f\n",
 549                 name, nnodes, thstr, num, wallt, c*1e-9, 100*c/tot);
 550     }
 551 }
 552
 553 static void print_gputimes(FILE *fplog, const char *name,
 554                            int n, double t, double tot_t)
 555 {
 556     char num[11];
 557     char avg_perf[11];
 558
 559     if (n > 0)
 560     {
 561         snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 562         snprintf(avg_perf, sizeof(avg_perf), "%10.3f", t/n);
 563     }
 564     else
 565     {
 566         sprintf(num, "          ");
 567         sprintf(avg_perf, "          ");
 568     }
 569     if (t != tot_t)
 570     {
 571         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 572                 name, num, t/1000, avg_perf, 100 * t/tot_t);
 573     }
 574     else
 575     {
 576         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 577                 name, "", t/1000, avg_perf, 100.0);
 578     }
 579 }
 580
 581 void wallcycle_print(FILE *fplog, int nnodes, int npme, double realtime,
 582                      gmx_wallcycle_t wc, wallclock_gpu_t *gpu_t)
 583 {
 584     double     *cycles;
 585     double      c2t, tot, tot_gpu, tot_cpu_overlap, gpu_cpu_ratio, sum, tot_k;
 586     int         i, j, npp, nth_pp, nth_pme, nth_tot;
 587     char        buf[STRLEN];
 588     const char *hline = "-----------------------------------------------------------------------------";
 589
 590     if (wc == NULL)
 591     {
 592         return;
 593     }
 594
 595     nth_pp  = wc->nthreads_pp;
 596     nth_pme = wc->nthreads_pme;
 597
 598     cycles = wc->cycles_sum;
 599
 600     if (npme > 0)
 601     {
 602         npp = nnodes - npme;
 603     }
 604     else
 605     {
 606         npp  = nnodes;
 607         npme = nnodes;
 608     }
 609     nth_tot = npp*nth_pp + npme*nth_pme;
 610
 611     tot = cycles[ewcRUN];
 612
 613     /* Conversion factor from cycles to seconds */
 614     if (tot > 0)
 615     {
 616         c2t = realtime/tot;
 617     }
 618     else
 619     {
 620         c2t = 0;
 621     }
 622
 623     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");
 624
 625     fprintf(fplog, " Computing:         Nodes   Th.     Count  Wall t (s)     G-Cycles       %c\n", '%');
 626     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 627     sum = 0;
 628     for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 629     {
 630         if (!is_pme_subcounter(i))
 631         {
 632             print_cycles(fplog, c2t, wcn[i], nth_tot,
 633                          is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 634                          is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 635                          wc->wcc[i].n, cycles[i], tot);
 636             sum += cycles[i];
 637         }
 638     }
 639     if (wc->wcc_all != NULL)
 640     {
 641         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 642         {
 643             for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 644             {
 645                 snprintf(buf, 9, "%-9s", wcn[i]);
 646                 buf[9] = ' ';
 647                 snprintf(buf+10, 9, "%-9s", wcn[j]);
 648                 buf[19] = '\0';
 649                 print_cycles(fplog, c2t, buf, nth_tot,
 650                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 651                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 652                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].n,
 653                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c,
 654                              tot);
 655             }
 656         }
 657     }
 658     print_cycles(fplog, c2t, "Rest", nth_tot, npp, -1, 0, tot-sum, tot);
 659     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 660     print_cycles(fplog, c2t, "Total", nth_tot, nnodes, -1, 0, tot, tot);
 661     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 662
 663     if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 664     {
 665         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 666         for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 667         {
 668             if (is_pme_subcounter(i))
 669             {
 670                 print_cycles(fplog, c2t, wcn[i], nth_tot,
 671                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 672                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 673                              wc->wcc[i].n, cycles[i], tot);
 674             }
 675         }
 676         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 677     }
 678
 679 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 680     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 681     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 682     {
 683         print_cycles(fplog, c2t, wcsn[i], nth_tot, npp, nth_pp,
 684                      wc->wcsc[i].n, cycles[ewcNR+i], tot);
 685     }
 686     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 687 #endif
 688
 689     /* print GPU timing summary */
 690     if (gpu_t)
 691     {
 692         const char *k_log_str[2][2] = {
 693             {"Nonbonded F kernel", "Nonbonded F+ene k."},
 694             {"Nonbonded F+prune k.", "Nonbonded F+ene+prune k."}
 695         };
 696
 697         tot_gpu = gpu_t->pl_h2d_t + gpu_t->nb_h2d_t + gpu_t->nb_d2h_t;
 698
 699         /* add up the kernel timings */
 700         tot_k = 0.0;
 701         for (i = 0; i < 2; i++)
 702         {
 703             for (j = 0; j < 2; j++)
 704             {
 705                 tot_k += gpu_t->ktime[i][j].t;
 706             }
 707         }
 708         tot_gpu += tot_k;
 709
 710         tot_cpu_overlap = wc->wcc[ewcFORCE].c;
 711         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 712         {
 713             tot_cpu_overlap += wc->wcc[ewcPMEMESH].c;
 714         }
 715         tot_cpu_overlap *= c2t * 1000; /* convert s to ms */
 716
 717         fprintf(fplog, "\n GPU timings\n%s\n", hline);
 718         fprintf(fplog, " Computing:                         Count  Wall t (s)      ms/step       %c\n", '%');
 719         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 720         print_gputimes(fplog, "Pair list H2D",
 721                        gpu_t->pl_h2d_c, gpu_t->pl_h2d_t, tot_gpu);
 722         print_gputimes(fplog, "X / q H2D",
 723                        gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_h2d_t, tot_gpu);
 724
 725         for (i = 0; i < 2; i++)
 726         {
 727             for (j = 0; j < 2; j++)
 728             {
 729                 if (gpu_t->ktime[i][j].c)
 730                 {
 731                     print_gputimes(fplog, k_log_str[i][j],
 732                                    gpu_t->ktime[i][j].c, gpu_t->ktime[i][j].t, tot_gpu);
 733                 }
 734             }
 735         }
 736
 737         print_gputimes(fplog, "F D2H",  gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_d2h_t, tot_gpu);
 738         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 739         print_gputimes(fplog, "Total ", gpu_t->nb_c, tot_gpu, tot_gpu);
 740         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 741
 742         gpu_cpu_ratio = tot_gpu/tot_cpu_overlap;
 743         fprintf(fplog, "\nForce evaluation time GPU/CPU: %.3f ms/%.3f ms = %.3f\n",
 744                 tot_gpu/gpu_t->nb_c, tot_cpu_overlap/wc->wcc[ewcFORCE].n,
 745                 gpu_cpu_ratio);
 746
 747         /* only print notes related to CPU-GPU load balance with PME */
 748         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 749         {
 750             fprintf(fplog, "For optimal performance this ratio should be close to 1!\n");
 751
 752             /* print note if the imbalance is high with PME case in which
 753              * CPU-GPU load balancing is possible */
 754             if (gpu_cpu_ratio < 0.75 || gpu_cpu_ratio > 1.2)
 755             {
 756                 /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 757                 if (gpu_cpu_ratio < 0.75)
 758                 {
 759                     if (npp > 1)
 760                     {
 761                         /* The user could have used -notunepme,
 762                          * but we currently can't check that here.
 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. Maybe the domain decomposition limits the PME tuning.\n"
 767                                       "      In that case, try setting the DD grid manually (-dd) or lowering -dds.");
 768                     }
 769                     else
 770                     {
 771                         /* We should not end up here, unless the box is
 772                          * too small for increasing the cut-off for PME tuning.
 773                          */
 774                         md_print_warn(NULL, fplog,
 775                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 776                                       "      performance loss.");
 777                     }
 778                 }
 779                 if (gpu_cpu_ratio > 1.2)
 780                 {
 781                     md_print_warn(NULL, fplog,
 782                                   "\nNOTE: The GPU has >20%% more load than the CPU. This imbalance causes\n"
 783                                   "      performance loss, consider using a shorter cut-off and a finer PME grid.");
 784                 }
 785             }
 786         }
 787     }
 788
 789     if (wc->wcc[ewcNB_XF_BUF_OPS].n > 0 &&
 790         (cycles[ewcDOMDEC] > tot*0.1 ||
 791          cycles[ewcNS] > tot*0.1))
 792     {
 793         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 794         if (wc->wcc[ewcDOMDEC].n == 0)
 795         {
 796             md_print_warn(NULL, fplog,
 797                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 798                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 799                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 800         }
 801         else
 802         {
 803             md_print_warn(NULL, fplog,
 804                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in domain decomposition,\n"
 805                           "      %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 806                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 807                           (int)(100*cycles[ewcDOMDEC]/tot+0.5),
 808                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 809         }
 810     }
 811
 812     if (cycles[ewcMoveE] > tot*0.05)
 813     {
 814         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 815         md_print_warn(NULL, fplog,
 816                       "NOTE: %d %% of the run time was spent communicating energies,\n"
 817                       "      you might want to use the -gcom option of mdrun\n",
 818                       (int)(100*cycles[ewcMoveE]/tot+0.5));
 819     }
 820 }
 821
 822 extern gmx_large_int_t wcycle_get_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc)
 823 {
 824     if (wc == NULL)
 825     {
 826         return -1;
 827     }
 828
 829     return wc->reset_counters;
 830 }
 831
 832 extern void wcycle_set_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc, gmx_large_int_t reset_counters)
 833 {
 834     if (wc == NULL)
 835     {
 836         return;
 837     }
 838
 839     wc->reset_counters = reset_counters;
 840 }
 841
 842 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 843
 844 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 845 {
 846     if (wc != NULL)
 847     {
 848         wc->wcsc[ewcs].start = gmx_cycles_read();
 849     }
 850 }
 851
 852 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 853 {
 854     if (wc != NULL)
 855     {
 856         wc->wcsc[ewcs].c += gmx_cycles_read() - wc->wcsc[ewcs].start;
 857         wc->wcsc[ewcs].n++;
 858     }
 859 }
 860
 861 #endif /* GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS */