src/mdlib/gmx_wallcycle.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2008, The GROMACS development team,
   6  * check out http://www.gromacs.org for more information.
   7  * Copyright (c) 2012, by the GROMACS development team, led by
   8  * David van der Spoel, Berk Hess, Erik Lindahl, and including many
   9  * others, as listed in the AUTHORS file in the top-level source
  10  * directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38
  39
  40 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  41 #include <config.h>
  42 #endif
  43
  44 #include <string.h>
  45 #include "gmx_wallcycle.h"
  46 #include "gmx_cyclecounter.h"
  47 #include "smalloc.h"
  48 #include "gmx_fatal.h"
  49 #include "md_logging.h"
  50 #include "string2.h"
  51
  52 #ifdef GMX_LIB_MPI
  53 #include <mpi.h>
  54 #endif
  55 #ifdef GMX_THREAD_MPI
  56 #include "tmpi.h"
  57 #endif
  58
  59 /* DEBUG_WCYCLE adds consistency checking for the counters.
  60  * It checks if you stop a counter different from the last
  61  * one that was opened and if you do nest too deep.
  62  */
  63 /* #define DEBUG_WCYCLE */
  64
  65 typedef struct
  66 {
  67     int          n;
  68     gmx_cycles_t c;
  69     gmx_cycles_t start;
  70     gmx_cycles_t last;
  71 } wallcc_t;
  72
  73 typedef struct gmx_wallcycle
  74 {
  75     wallcc_t     *wcc;
  76     /* variables for testing/debugging */
  77     gmx_bool         wc_barrier;
  78     wallcc_t     *wcc_all;
  79     int          wc_depth;
  80 #ifdef DEBUG_WCYCLE
  81 #define DEPTH_MAX 6
  82     int          counterlist[DEPTH_MAX];
  83     int          count_depth;
  84 #endif
  85     int          ewc_prev;
  86     gmx_cycles_t cycle_prev;
  87     gmx_large_int_t   reset_counters;
  88 #ifdef GMX_MPI
  89     MPI_Comm     mpi_comm_mygroup;
  90 #endif
  91     int          nthreads_pp;
  92     int          nthreads_pme;
  93 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
  94     wallcc_t     *wcsc;
  95 #endif
  96     double       *cycles_sum;
  97 } gmx_wallcycle_t_t;
  98
  99 /* Each name should not exceed 19 characters */
 100 static const char *wcn[ewcNR] =
 101 { "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load",
 102   "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Neighbor search", "Launch GPU ops.",
 103   "Comm. coord.", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh",
 104   "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME 3D-FFT Comm.", "PME solve",
 105   "PME wait for PP", "Wait + Recv. PME F", "Wait GPU nonlocal", "Wait GPU local", "NB X/F buffer ops.",
 106   "Vsite spread", "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies",
 107   "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Test" };
 108
 109 static const char *wcsn[ewcsNR] =
 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                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "N/A");
 527             else
 528                 snprintf(thstr, sizeof(thstr), "%4d", nthreads);
 529         }
 530         else
 531         {
 532             sprintf(num,"          ");
 533             sprintf(thstr, "    ");
 534         }
 535         wallt = c*c2t*nnodes_tot/(double)nnodes;
 536         fprintf(fplog," %-19s %4d %4s %10s  %10.3f %12.3f   %5.1f\n",
 537                 name,nnodes,thstr,num,wallt,c*1e-9,100*c/tot);
 538     }
 539 }
 540
 541 static void print_gputimes(FILE *fplog, const char *name,
 542                            int n, double t, double tot_t)
 543 {
 544     char num[11];
 545     char avg_perf[11];
 546
 547     if (n > 0)
 548     {
 549         snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 550         snprintf(avg_perf, sizeof(avg_perf), "%10.3f", t/n);
 551     }
 552     else
 553     {
 554       sprintf(num,"          ");
 555       sprintf(avg_perf,"          ");
 556     }
 557     if (t != tot_t)
 558     {
 559         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 560                 name, num, t/1000, avg_perf, 100 * t/tot_t);
 561     }
 562     else
 563     {
 564          fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 565                name, "", t/1000, avg_perf, 100.0);
 566     }
 567 }
 568
 569 void wallcycle_print(FILE *fplog, int nnodes, int npme, double realtime,
 570                      gmx_wallcycle_t wc, wallclock_gpu_t *gpu_t)
 571 {
 572     double *cycles;
 573     double c2t,tot,tot_gpu,tot_cpu_overlap,gpu_cpu_ratio,sum,tot_k;
 574     int    i,j,npp,nth_pp,nth_pme;
 575     char   buf[STRLEN];
 576     const char *hline = "-----------------------------------------------------------------------------";
 577
 578     if (wc == NULL)
 579     {
 580         return;
 581     }
 582
 583     nth_pp  = wc->nthreads_pp;
 584     nth_pme = wc->nthreads_pme;
 585
 586     cycles = wc->cycles_sum;
 587
 588     if (npme > 0)
 589     {
 590         npp = nnodes - npme;
 591     }
 592     else
 593     {
 594         npp  = nnodes;
 595         npme = nnodes;
 596     }
 597     tot = cycles[ewcRUN];
 598
 599     /* Conversion factor from cycles to seconds */
 600     if (tot > 0)
 601     {
 602         c2t = realtime/tot;
 603     }
 604     else
 605     {
 606         c2t = 0;
 607     }
 608
 609     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");
 610
 611     fprintf(fplog," Computing:         Nodes   Th.     Count  Wall t (s)     G-Cycles       %c\n",'%');
 612     fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 613     sum = 0;
 614     for(i=ewcPPDURINGPME+1; i<ewcNR; i++)
 615     {
 616         if (!is_pme_subcounter(i))
 617         {
 618             print_cycles(fplog,c2t,wcn[i],nnodes,
 619                          is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 620                          is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 621                          wc->wcc[i].n,cycles[i],tot);
 622             sum += cycles[i];
 623         }
 624     }
 625     if (wc->wcc_all != NULL)
 626     {
 627         for(i=0; i<ewcNR; i++)
 628         {
 629             for(j=0; j<ewcNR; j++)
 630             {
 631                 snprintf(buf,9,"%-9s",wcn[i]);
 632                 buf[9] = ' ';
 633                 snprintf(buf+10,9,"%-9s",wcn[j]);
 634                 buf[19] = '\0';
 635                 print_cycles(fplog,c2t,buf,nnodes,
 636                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 637                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 638                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].n,
 639                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c,
 640                              tot);
 641             }
 642         }
 643     }
 644     print_cycles(fplog,c2t,"Rest",npp,npp,-1,0,tot-sum,tot);
 645     fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 646     print_cycles(fplog,c2t,"Total",nnodes,nnodes,-1,0,tot,tot);
 647     fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 648
 649     if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 650     {
 651         fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 652         for(i=ewcPPDURINGPME+1; i<ewcNR; i++)
 653         {
 654             if (is_pme_subcounter(i))
 655             {
 656                 print_cycles(fplog,c2t,wcn[i],nnodes,
 657                              is_pme_counter(i) ? npme : npp,
 658                              is_pme_counter(i) ? nth_pme : nth_pp,
 659                              wc->wcc[i].n,cycles[i],tot);
 660             }
 661         }
 662         fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 663     }
 664
 665 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 666     fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 667     for(i=0; i<ewcsNR; i++)
 668     {
 669         print_cycles(fplog,c2t,wcsn[i],nnodes,npp,nth_pp,
 670                      wc->wcsc[i].n,cycles[ewcNR+i],tot);
 671     }
 672     fprintf(fplog,"%s\n",hline);
 673 #endif
 674
 675     /* print GPU timing summary */
 676     if (gpu_t)
 677     {
 678         const char *k_log_str[2][2] = {
 679                 {"Nonbonded F kernel", "Nonbonded F+ene k."},
 680                 {"Nonbonded F+prune k.", "Nonbonded F+ene+prune k."}};
 681
 682         tot_gpu = gpu_t->pl_h2d_t + gpu_t->nb_h2d_t + gpu_t->nb_d2h_t;
 683
 684         /* add up the kernel timings */
 685         tot_k = 0.0;
 686         for (i = 0; i < 2; i++)
 687         {
 688             for(j = 0; j < 2; j++)
 689             {
 690                 tot_k += gpu_t->ktime[i][j].t;
 691             }
 692         }
 693         tot_gpu += tot_k;
 694
 695         tot_cpu_overlap = wc->wcc[ewcFORCE].c;
 696         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 697         {
 698             tot_cpu_overlap += wc->wcc[ewcPMEMESH].c;
 699         }
 700         tot_cpu_overlap *= c2t * 1000; /* convert s to ms */
 701
 702         fprintf(fplog, "\n GPU timings\n%s\n", hline);
 703         fprintf(fplog," Computing:                         Count  Wall t (s)      ms/step       %c\n",'%');
 704         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 705         print_gputimes(fplog, "Pair list H2D",
 706                 gpu_t->pl_h2d_c, gpu_t->pl_h2d_t, tot_gpu);
 707          print_gputimes(fplog, "X / q H2D",
 708                 gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_h2d_t, tot_gpu);
 709
 710         for (i = 0; i < 2; i++)
 711         {
 712             for(j = 0; j < 2; j++)
 713             {
 714                 if (gpu_t->ktime[i][j].c)
 715                 {
 716                     print_gputimes(fplog, k_log_str[i][j],
 717                             gpu_t->ktime[i][j].c, gpu_t->ktime[i][j].t, tot_gpu);
 718                 }
 719             }
 720         }
 721
 722         print_gputimes(fplog, "F D2H",  gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_d2h_t, tot_gpu);
 723         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 724         print_gputimes(fplog, "Total ", gpu_t->nb_c, tot_gpu, tot_gpu);
 725         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 726
 727         gpu_cpu_ratio = tot_gpu/tot_cpu_overlap;
 728         fprintf(fplog, "\nForce evaluation time GPU/CPU: %.3f ms/%.3f ms = %.3f\n",
 729                 tot_gpu/gpu_t->nb_c, tot_cpu_overlap/wc->wcc[ewcFORCE].n,
 730                 gpu_cpu_ratio);
 731
 732         /* only print notes related to CPU-GPU load balance with PME */
 733         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 734         {
 735             fprintf(fplog, "For optimal performance this ratio should be close to 1!\n");
 736
 737             /* print note if the imbalance is high with PME case in which
 738              * CPU-GPU load balancing is possible */
 739             if (gpu_cpu_ratio < 0.75 || gpu_cpu_ratio > 1.2)
 740             {
 741                 /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 742                 if (gpu_cpu_ratio < 0.75)
 743                 {
 744                     if (npp > 1)
 745                     {
 746                         /* The user could have used -notunepme,
 747                          * but we currently can't check that here.
 748                          */
 749                         md_print_warn(NULL,fplog,
 750                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 751                                       "      performance loss. Maybe the domain decomposition limits the PME tuning.\n"
 752                                       "      In that case, try setting the DD grid manually (-dd) or lowering -dds.");
 753                     }
 754                     else
 755                     {
 756                         /* We should not end up here, unless the box is
 757                          * too small for increasing the cut-off for PME tuning.
 758                          */
 759                         md_print_warn(NULL,fplog,
 760                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 761                                       "      performance loss.");
 762                     }
 763                 }
 764                 if (gpu_cpu_ratio > 1.2)
 765                 {
 766                     md_print_warn(NULL,fplog,
 767                                   "\nNOTE: The GPU has >20%% more load than the CPU. This imbalance causes\n"
 768                                   "      performance loss, consider using a shorter cut-off and a finer PME grid.");
 769                 }
 770             }
 771         }
 772     }
 773
 774     if (wc->wcc[ewcNB_XF_BUF_OPS].n > 0 &&
 775         (cycles[ewcDOMDEC] > tot*0.1 ||
 776          cycles[ewcNS] > tot*0.1))
 777     {
 778         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 779         if (wc->wcc[ewcDOMDEC].n == 0)
 780         {
 781             md_print_warn(NULL,fplog,
 782                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 783                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 784                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 785         }
 786         else
 787         {
 788             md_print_warn(NULL,fplog,
 789                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in domain decomposition,\n"
 790                           "      %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 791                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 792                           (int)(100*cycles[ewcDOMDEC]/tot+0.5),
 793                           (int)(100*cycles[ewcNS]/tot+0.5));
 794         }
 795     }
 796
 797     if (cycles[ewcMoveE] > tot*0.05)
 798     {
 799         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 800         md_print_warn(NULL,fplog,
 801                       "NOTE: %d %% of the run time was spent communicating energies,\n"
 802                       "      you might want to use the -gcom option of mdrun\n",
 803                       (int)(100*cycles[ewcMoveE]/tot+0.5));
 804     }
 805 }
 806
 807 extern gmx_large_int_t wcycle_get_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc)
 808 {
 809     if (wc == NULL)
 810     {
 811         return -1;
 812     }
 813
 814     return wc->reset_counters;
 815 }
 816
 817 extern void wcycle_set_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc, gmx_large_int_t reset_counters)
 818 {
 819     if (wc == NULL)
 820         return;
 821
 822     wc->reset_counters = reset_counters;
 823 }
 824
 825 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 826
 827 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 828 {
 829     if (wc != NULL)
 830     {
 831         wc->wcsc[ewcs].start = gmx_cycles_read();
 832     }
 833 }
 834
 835 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 836 {
 837     if (wc != NULL)
 838     {
 839         wc->wcsc[ewcs].c += gmx_cycles_read() - wc->wcsc[ewcs].start;
 840         wc->wcsc[ewcs].n++;
 841     }
 842 }
 843
 844 #endif /* GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS */