src/gromacs/timing/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  * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "wallcycle.h"
  40
  41 #include "config.h"
  42
  43 #include <stdlib.h>
  44 #include <string.h>
  45
  46 #include "gromacs/legacyheaders/md_logging.h"
  47 #include "gromacs/legacyheaders/types/commrec.h"
  48 #include "gromacs/timing/cyclecounter.h"
  49 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  50 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  51 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  52 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  53
  54 /* DEBUG_WCYCLE adds consistency checking for the counters.
  55  * It checks if you stop a counter different from the last
  56  * one that was opened and if you do nest too deep.
  57  */
  58 /* #define DEBUG_WCYCLE */
  59
  60 typedef struct
  61 {
  62     int          n;
  63     gmx_cycles_t c;
  64     gmx_cycles_t start;
  65     gmx_cycles_t last;
  66 } wallcc_t;
  67
  68 typedef struct gmx_wallcycle
  69 {
  70     wallcc_t        *wcc;
  71     /* variables for testing/debugging */
  72     gmx_bool         wc_barrier;
  73     wallcc_t        *wcc_all;
  74     int              wc_depth;
  75 #ifdef DEBUG_WCYCLE
  76 #define DEPTH_MAX 6
  77     int               counterlist[DEPTH_MAX];
  78     int               count_depth;
  79 #endif
  80     int               ewc_prev;
  81     gmx_cycles_t      cycle_prev;
  82     gmx_int64_t       reset_counters;
  83 #ifdef GMX_MPI
  84     MPI_Comm          mpi_comm_mygroup;
  85 #endif
  86     int               nthreads_pp;
  87     int               nthreads_pme;
  88 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
  89     wallcc_t         *wcsc;
  90 #endif
  91     double           *cycles_sum;
  92 } gmx_wallcycle_t_t;
  93
  94 /* Each name should not exceed 19 printing characters
  95    (ie. terminating null can be twentieth) */
  96 static const char *wcn[ewcNR] =
  97 {
  98     "Run", "Step", "PP during PME", "Domain decomp.", "DD comm. load",
  99     "DD comm. bounds", "Vsite constr.", "Send X to PME", "Neighbor search", "Launch GPU ops.",
 100     "Comm. coord.", "Born radii", "Force", "Wait + Comm. F", "PME mesh",
 101     "PME redist. X/F", "PME spread/gather", "PME 3D-FFT", "PME 3D-FFT Comm.", "PME solve LJ", "PME solve Elec",
 102     "PME wait for PP", "Wait + Recv. PME F", "Wait GPU nonlocal", "Wait GPU local", "NB X/F buffer ops.",
 103     "Vsite spread", "COM pull force",
 104     "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies",
 105     "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Coordinate swapping", "IMD", "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 gmx_unused *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[ewcNR+ewcsNR];
 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
 389     wcc = wc->wcc;
 390
 391     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 392     {
 393         if (is_pme_counter(i) || (i == ewcRUN && cr->duty == DUTY_PME))
 394         {
 395             wcc[i].c *= wc->nthreads_pme;
 396
 397             if (wc->wcc_all)
 398             {
 399                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 400                 {
 401                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pme;
 402                 }
 403             }
 404         }
 405         else
 406         {
 407             wcc[i].c *= wc->nthreads_pp;
 408
 409             if (wc->wcc_all)
 410             {
 411                 for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 412                 {
 413                     wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c *= wc->nthreads_pp;
 414                 }
 415             }
 416         }
 417     }
 418
 419     if (wcc[ewcDDCOMMLOAD].n > 0)
 420     {
 421         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMLOAD].c;
 422     }
 423     if (wcc[ewcDDCOMMBOUND].n > 0)
 424     {
 425         wcc[ewcDOMDEC].c -= wcc[ewcDDCOMMBOUND].c;
 426     }
 427     if (wcc[ewcPME_FFTCOMM].n > 0)
 428     {
 429         wcc[ewcPME_FFT].c -= wcc[ewcPME_FFTCOMM].c;
 430     }
 431
 432     if (cr->npmenodes == 0)
 433     {
 434         /* All nodes do PME (or no PME at all) */
 435         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 436         {
 437             wcc[ewcFORCE].c -= wcc[ewcPMEMESH].c;
 438         }
 439     }
 440     else
 441     {
 442         /* The are PME-only nodes */
 443         if (wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 444         {
 445             /* This must be a PME only node, calculate the Wait + Comm. time */
 446             wcc[ewcPMEWAITCOMM].c = wcc[ewcRUN].c - wcc[ewcPMEMESH].c;
 447         }
 448     }
 449
 450     /* Store the cycles in a double buffer for summing */
 451     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 452     {
 453         cycles_n[i] = (double)wcc[i].n;
 454         cycles[i]   = (double)wcc[i].c;
 455     }
 456     nsum = ewcNR;
 457 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 458     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 459     {
 460         wc->wcsc[i].c    *= wc->nthreads_pp;
 461         cycles_n[ewcNR+i] = (double)wc->wcsc[i].n;
 462         cycles[ewcNR+i]   = (double)wc->wcsc[i].c;
 463     }
 464     nsum += ewcsNR;
 465 #endif
 466
 467 #ifdef GMX_MPI
 468     if (cr->nnodes > 1)
 469     {
 470         MPI_Allreduce(cycles_n, buf, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_MAX,
 471                       cr->mpi_comm_mysim);
 472         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 473         {
 474             wcc[i].n = (int)(buf[i] + 0.5);
 475         }
 476 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 477         for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 478         {
 479             wc->wcsc[i].n = (int)(buf[ewcNR+i] + 0.5);
 480         }
 481 #endif
 482
 483         MPI_Allreduce(cycles, wc->cycles_sum, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 484                       cr->mpi_comm_mysim);
 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     else
 505 #endif
 506     {
 507         for (i = 0; i < nsum; i++)
 508         {
 509             wc->cycles_sum[i] = cycles[i];
 510         }
 511     }
 512 }
 513
 514 static void print_cycles(FILE *fplog, double c2t, const char *name,
 515                          int nnodes, int nthreads,
 516                          int ncalls, double c_sum, double tot)
 517 {
 518     char   nnodes_str[6];
 519     char   nthreads_str[6];
 520     char   ncalls_str[11];
 521     double wallt;
 522
 523     if (c_sum > 0)
 524     {
 525         if (ncalls > 0)
 526         {
 527             snprintf(ncalls_str, sizeof(ncalls_str), "%10d", ncalls);
 528             if (nnodes < 0)
 529             {
 530                 snprintf(nnodes_str, sizeof(nnodes_str), "N/A");
 531             }
 532             else
 533             {
 534                 snprintf(nnodes_str, sizeof(nnodes_str), "%4d", nnodes);
 535             }
 536             if (nthreads < 0)
 537             {
 538                 snprintf(nthreads_str, sizeof(nthreads_str), "N/A");
 539             }
 540             else
 541             {
 542                 snprintf(nthreads_str, sizeof(nthreads_str), "%4d", nthreads);
 543             }
 544         }
 545         else
 546         {
 547             nnodes_str[0]   = 0;
 548             nthreads_str[0] = 0;
 549             ncalls_str[0]   = 0;
 550         }
 551         /* Convert the cycle count to wallclock time for this task */
 552         wallt = c_sum*c2t;
 553
 554         fprintf(fplog, " %-19.19s %4s %4s %10s  %10.3f %14.3f %5.1f\n",
 555                 name, nnodes_str, nthreads_str, ncalls_str, wallt,
 556                 c_sum*1e-9, 100*c_sum/tot);
 557     }
 558 }
 559
 560 static void print_gputimes(FILE *fplog, const char *name,
 561                            int n, double t, double tot_t)
 562 {
 563     char num[11];
 564     char avg_perf[11];
 565
 566     if (n > 0)
 567     {
 568         snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 569         snprintf(avg_perf, sizeof(avg_perf), "%10.3f", t/n);
 570     }
 571     else
 572     {
 573         sprintf(num, "          ");
 574         sprintf(avg_perf, "          ");
 575     }
 576     if (t != tot_t)
 577     {
 578         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 579                 name, num, t/1000, avg_perf, 100 * t/tot_t);
 580     }
 581     else
 582     {
 583         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 584                 name, "", t/1000, avg_perf, 100.0);
 585     }
 586 }
 587
 588 static void print_header(FILE *fplog, int nrank_pp, int nth_pp, int nrank_pme, int nth_pme)
 589 {
 590     int nrank_tot = nrank_pp + nrank_pme;
 591     if (0 == nrank_pme)
 592     {
 593         fprintf(fplog, "On %d MPI rank%s", nrank_tot, nrank_tot == 1 ? "" : "s");
 594         if (nth_pp > 1)
 595         {
 596             fprintf(fplog, ", each using %d OpenMP threads", nth_pp);
 597         }
 598         /* Don't report doing PP+PME, because we can't tell here if
 599          * this is RF, etc. */
 600     }
 601     else
 602     {
 603         fprintf(fplog, "On %d MPI rank%s doing PP", nrank_pp, nrank_pp == 1 ? "" : "s");
 604         if (nth_pp > 1)
 605         {
 606             fprintf(fplog, ",%s using %d OpenMP threads", nrank_pp > 1 ? " each" : "", nth_pp);
 607         }
 608         fprintf(fplog, ", and\non %d MPI rank%s doing PME", nrank_pme, nrank_pme == 1 ? "" : "s");
 609         if (nth_pme > 1)
 610         {
 611             fprintf(fplog, ",%s using %d OpenMP threads", nrank_pme > 1 ? " each" : "", nth_pme);
 612         }
 613     }
 614
 615     fprintf(fplog, "\n\n");
 616     fprintf(fplog, " Computing:          Num   Num      Call    Wall time         Giga-Cycles\n");
 617     fprintf(fplog, "                     Ranks Threads  Count      (s)         total sum    %%\n");
 618 }
 619
 620 void wallcycle_print(FILE *fplog, int nnodes, int npme, double realtime,
 621                      gmx_wallcycle_t wc, wallclock_gpu_t *gpu_t)
 622 {
 623     double     *cyc_sum;
 624     double      tot, tot_for_pp, tot_for_rest, tot_gpu, tot_cpu_overlap, gpu_cpu_ratio, tot_k;
 625     double      c2t, c2t_pp, c2t_pme;
 626     int         i, j, npp, nth_pp, nth_pme, nth_tot;
 627     char        buf[STRLEN];
 628     const char *hline = "-----------------------------------------------------------------------------";
 629
 630     if (wc == NULL)
 631     {
 632         return;
 633     }
 634
 635     nth_pp  = wc->nthreads_pp;
 636     nth_pme = wc->nthreads_pme;
 637
 638     cyc_sum = wc->cycles_sum;
 639
 640     npp     = nnodes - npme;
 641     nth_tot = npp*nth_pp + npme*nth_pme;
 642
 643     /* When using PME-only nodes, the next line is valid for both
 644        PP-only and PME-only nodes because they started ewcRUN at the
 645        same time. */
 646     tot        = cyc_sum[ewcRUN];
 647     tot_for_pp = 0;
 648
 649     /* Conversion factor from cycles to seconds */
 650     if (tot > 0)
 651     {
 652         c2t     = realtime/tot;
 653         c2t_pp  = c2t * nth_tot / (double) (npp*nth_pp);
 654         c2t_pme = c2t * nth_tot / (double) (npme*nth_pme);
 655     }
 656     else
 657     {
 658         c2t     = 0;
 659         c2t_pp  = 0;
 660         c2t_pme = 0;
 661     }
 662
 663     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");
 664
 665     print_header(fplog, npp, nth_pp, npme, nth_pme);
 666
 667     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 668     for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 669     {
 670         if (is_pme_subcounter(i))
 671         {
 672             /* Do not count these at all */
 673         }
 674         else if (npme > 0 && is_pme_counter(i))
 675         {
 676             /* Print timing information for PME-only nodes, but add an
 677              * asterisk so the reader of the table can know that the
 678              * walltimes are not meant to add up. The asterisk still
 679              * fits in the required maximum of 19 characters. */
 680             char buffer[STRLEN];
 681             snprintf(buffer, STRLEN, "%s *", wcn[i]);
 682             print_cycles(fplog, c2t_pme, buffer,
 683                          npme, nth_pme,
 684                          wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 685         }
 686         else
 687         {
 688             /* Print timing information when it is for a PP or PP+PME
 689                node */
 690             print_cycles(fplog, c2t_pp, wcn[i],
 691                          npp, nth_pp,
 692                          wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 693             tot_for_pp += cyc_sum[i];
 694         }
 695     }
 696     if (wc->wcc_all != NULL)
 697     {
 698         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 699         {
 700             for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 701             {
 702                 snprintf(buf, 20, "%-9.9s %-9.9s", wcn[i], wcn[j]);
 703                 print_cycles(fplog, c2t_pp, buf,
 704                              npp, nth_pp,
 705                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].n,
 706                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c,
 707                              tot);
 708             }
 709         }
 710     }
 711     tot_for_rest = tot * (npp * nth_pp) / (double) nth_tot;
 712     print_cycles(fplog, c2t_pp, "Rest",
 713                  npp, nth_pp,
 714                  -1, tot_for_rest - tot_for_pp, tot);
 715     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 716     print_cycles(fplog, c2t, "Total",
 717                  npp, nth_pp,
 718                  -1, tot, tot);
 719     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 720
 721     if (npme > 0)
 722     {
 723         fprintf(fplog,
 724                 "(*) Note that with separate PME ranks, the walltime column actually sums to\n"
 725                 "    twice the total reported, but the cycle count total and %% are correct.\n"
 726                 "%s\n", hline);
 727     }
 728
 729     if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 730     {
 731         fprintf(fplog, " Breakdown of PME mesh computation\n");
 732         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 733         for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 734         {
 735             if (is_pme_subcounter(i))
 736             {
 737                 print_cycles(fplog, npme > 0 ? c2t_pme : c2t_pp, wcn[i],
 738                              npme > 0 ? npme : npp, nth_pme,
 739                              wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 740             }
 741         }
 742         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 743     }
 744
 745 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 746     fprintf(fplog, " Breakdown of PP computation\n");
 747     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 748     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 749     {
 750         print_cycles(fplog, c2t_pp, wcsn[i],
 751                      npp, nth_pp,
 752                      wc->wcsc[i].n, cyc_sum[ewcNR+i], tot);
 753     }
 754     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 755 #endif
 756
 757     /* print GPU timing summary */
 758     if (gpu_t)
 759     {
 760         const char *k_log_str[2][2] = {
 761             {"Nonbonded F kernel", "Nonbonded F+ene k."},
 762             {"Nonbonded F+prune k.", "Nonbonded F+ene+prune k."}
 763         };
 764
 765         tot_gpu = gpu_t->pl_h2d_t + gpu_t->nb_h2d_t + gpu_t->nb_d2h_t;
 766
 767         /* add up the kernel timings */
 768         tot_k = 0.0;
 769         for (i = 0; i < 2; i++)
 770         {
 771             for (j = 0; j < 2; j++)
 772             {
 773                 tot_k += gpu_t->ktime[i][j].t;
 774             }
 775         }
 776         tot_gpu += tot_k;
 777
 778         tot_cpu_overlap = wc->wcc[ewcFORCE].c;
 779         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 780         {
 781             tot_cpu_overlap += wc->wcc[ewcPMEMESH].c;
 782         }
 783         tot_cpu_overlap *= realtime*1000/tot; /* convert s to ms */
 784
 785         fprintf(fplog, "\n GPU timings\n%s\n", hline);
 786         fprintf(fplog, " Computing:                         Count  Wall t (s)      ms/step       %c\n", '%');
 787         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 788         print_gputimes(fplog, "Pair list H2D",
 789                        gpu_t->pl_h2d_c, gpu_t->pl_h2d_t, tot_gpu);
 790         print_gputimes(fplog, "X / q H2D",
 791                        gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_h2d_t, tot_gpu);
 792
 793         for (i = 0; i < 2; i++)
 794         {
 795             for (j = 0; j < 2; j++)
 796             {
 797                 if (gpu_t->ktime[i][j].c)
 798                 {
 799                     print_gputimes(fplog, k_log_str[i][j],
 800                                    gpu_t->ktime[i][j].c, gpu_t->ktime[i][j].t, tot_gpu);
 801                 }
 802             }
 803         }
 804
 805         print_gputimes(fplog, "F D2H",  gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_d2h_t, tot_gpu);
 806         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 807         print_gputimes(fplog, "Total ", gpu_t->nb_c, tot_gpu, tot_gpu);
 808         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 809
 810         gpu_cpu_ratio = tot_gpu/tot_cpu_overlap;
 811         fprintf(fplog, "\nForce evaluation time GPU/CPU: %.3f ms/%.3f ms = %.3f\n",
 812                 tot_gpu/gpu_t->nb_c, tot_cpu_overlap/wc->wcc[ewcFORCE].n,
 813                 gpu_cpu_ratio);
 814
 815         /* only print notes related to CPU-GPU load balance with PME */
 816         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 817         {
 818             fprintf(fplog, "For optimal performance this ratio should be close to 1!\n");
 819
 820             /* print note if the imbalance is high with PME case in which
 821              * CPU-GPU load balancing is possible */
 822             if (gpu_cpu_ratio < 0.75 || gpu_cpu_ratio > 1.2)
 823             {
 824                 /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 825                 if (gpu_cpu_ratio < 0.75)
 826                 {
 827                     if (npp > 1)
 828                     {
 829                         /* The user could have used -notunepme,
 830                          * but we currently can't check that here.
 831                          */
 832                         md_print_warn(NULL, fplog,
 833                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 834                                       "      performance loss. Maybe the domain decomposition limits the PME tuning.\n"
 835                                       "      In that case, try setting the DD grid manually (-dd) or lowering -dds.");
 836                     }
 837                     else
 838                     {
 839                         /* We should not end up here, unless the box is
 840                          * too small for increasing the cut-off for PME tuning.
 841                          */
 842                         md_print_warn(NULL, fplog,
 843                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 844                                       "      performance loss.");
 845                     }
 846                 }
 847                 if (gpu_cpu_ratio > 1.2)
 848                 {
 849                     md_print_warn(NULL, fplog,
 850                                   "\nNOTE: The GPU has >20%% more load than the CPU. This imbalance causes\n"
 851                                   "      performance loss, consider using a shorter cut-off and a finer PME grid.");
 852                 }
 853             }
 854         }
 855     }
 856
 857     if (wc->wcc[ewcNB_XF_BUF_OPS].n > 0 &&
 858         (cyc_sum[ewcDOMDEC] > tot*0.1 ||
 859          cyc_sum[ewcNS] > tot*0.1))
 860     {
 861         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 862         if (wc->wcc[ewcDOMDEC].n == 0)
 863         {
 864             md_print_warn(NULL, fplog,
 865                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 866                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 867                           (int)(100*cyc_sum[ewcNS]/tot+0.5));
 868         }
 869         else
 870         {
 871             md_print_warn(NULL, fplog,
 872                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in domain decomposition,\n"
 873                           "      %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 874                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 875                           (int)(100*cyc_sum[ewcDOMDEC]/tot+0.5),
 876                           (int)(100*cyc_sum[ewcNS]/tot+0.5));
 877         }
 878     }
 879
 880     if (cyc_sum[ewcMoveE] > tot*0.05)
 881     {
 882         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 883         md_print_warn(NULL, fplog,
 884                       "NOTE: %d %% of the run time was spent communicating energies,\n"
 885                       "      you might want to use the -gcom option of mdrun\n",
 886                       (int)(100*cyc_sum[ewcMoveE]/tot+0.5));
 887     }
 888 }
 889
 890 extern gmx_int64_t wcycle_get_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc)
 891 {
 892     if (wc == NULL)
 893     {
 894         return -1;
 895     }
 896
 897     return wc->reset_counters;
 898 }
 899
 900 extern void wcycle_set_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc, gmx_int64_t reset_counters)
 901 {
 902     if (wc == NULL)
 903     {
 904         return;
 905     }
 906
 907     wc->reset_counters = reset_counters;
 908 }
 909
 910 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 911
 912 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 913 {
 914     if (wc != NULL)
 915     {
 916         wc->wcsc[ewcs].start = gmx_cycles_read();
 917     }
 918 }
 919
 920 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 921 {
 922     if (wc != NULL)
 923     {
 924         wc->wcsc[ewcs].c += gmx_cycles_read() - wc->wcsc[ewcs].start;
 925         wc->wcsc[ewcs].n++;
 926     }
 927 }
 928
 929 #else
 930
 931 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t gmx_unused wc, int gmx_unused ewcs)
 932 {
 933 }
 934 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t gmx_unused wc, int gmx_unused ewcs)
 935 {
 936 }
 937
 938 #endif /* GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS */