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 "gromacs/timing/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/utility/cstringutil.h"
  49 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  50 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  51 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  52
  53 #include "cyclecounter.h"
  54
  55 /* DEBUG_WCYCLE adds consistency checking for the counters.
  56  * It checks if you stop a counter different from the last
  57  * one that was opened and if you do nest too deep.
  58  */
  59 /* #define DEBUG_WCYCLE */
  60
  61 typedef struct
  62 {
  63     int          n;
  64     gmx_cycles_t c;
  65     gmx_cycles_t start;
  66     gmx_cycles_t last;
  67 } wallcc_t;
  68
  69 typedef struct gmx_wallcycle
  70 {
  71     wallcc_t        *wcc;
  72     /* variables for testing/debugging */
  73     gmx_bool         wc_barrier;
  74     wallcc_t        *wcc_all;
  75     int              wc_depth;
  76 #ifdef DEBUG_WCYCLE
  77 #define DEPTH_MAX 6
  78     int               counterlist[DEPTH_MAX];
  79     int               count_depth;
  80 #endif
  81     int               ewc_prev;
  82     gmx_cycles_t      cycle_prev;
  83     gmx_int64_t       reset_counters;
  84 #ifdef GMX_MPI
  85     MPI_Comm          mpi_comm_mygroup;
  86 #endif
  87     int               nthreads_pp;
  88     int               nthreads_pme;
  89 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
  90     wallcc_t         *wcsc;
  91 #endif
  92     double           *cycles_sum;
  93 } gmx_wallcycle_t_t;
  94
  95 /* Each name should not exceed 19 printing characters
  96    (ie. terminating null can be twentieth) */
  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 LJ", "PME solve Elec",
 103     "PME wait for PP", "Wait + Recv. PME F", "Wait GPU nonlocal", "Wait GPU local", "NB X/F buffer ops.",
 104     "Vsite spread", "COM pull force",
 105     "Write traj.", "Update", "Constraints", "Comm. energies",
 106     "Enforced rotation", "Add rot. forces", "Coordinate swapping", "IMD", "Test"
 107 };
 108
 109 static const char *wcsn[ewcsNR] =
 110 {
 111     "DD redist.", "DD NS grid + sort", "DD setup comm.",
 112     "DD make top.", "DD make constr.", "DD top. other",
 113     "NS grid local", "NS grid non-loc.", "NS search local", "NS search non-loc.",
 114     "Bonded F", "Nonbonded F", "Ewald F correction",
 115     "NB X buffer ops.", "NB F buffer ops."
 116 };
 117
 118 gmx_bool wallcycle_have_counter(void)
 119 {
 120     return gmx_cycles_have_counter();
 121 }
 122
 123 gmx_wallcycle_t wallcycle_init(FILE *fplog, int resetstep, t_commrec gmx_unused *cr,
 124                                int nthreads_pp, int nthreads_pme)
 125 {
 126     gmx_wallcycle_t wc;
 127
 128
 129     if (!wallcycle_have_counter())
 130     {
 131         return NULL;
 132     }
 133
 134     snew(wc, 1);
 135
 136     wc->wc_barrier          = FALSE;
 137     wc->wcc_all             = NULL;
 138     wc->wc_depth            = 0;
 139     wc->ewc_prev            = -1;
 140     wc->reset_counters      = resetstep;
 141     wc->nthreads_pp         = nthreads_pp;
 142     wc->nthreads_pme        = nthreads_pme;
 143     wc->cycles_sum          = NULL;
 144
 145 #ifdef GMX_MPI
 146     if (PAR(cr) && getenv("GMX_CYCLE_BARRIER") != NULL)
 147     {
 148         if (fplog)
 149         {
 150             fprintf(fplog, "\nWill call MPI_Barrier before each cycle start/stop call\n\n");
 151         }
 152         wc->wc_barrier       = TRUE;
 153         wc->mpi_comm_mygroup = cr->mpi_comm_mygroup;
 154     }
 155 #endif
 156
 157     snew(wc->wcc, ewcNR);
 158     if (getenv("GMX_CYCLE_ALL") != NULL)
 159     {
 160         if (fplog)
 161         {
 162             fprintf(fplog, "\nWill time all the code during the run\n\n");
 163         }
 164         snew(wc->wcc_all, ewcNR*ewcNR);
 165     }
 166
 167 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 168     snew(wc->wcsc, ewcsNR);
 169 #endif
 170
 171 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 172     wc->count_depth = 0;
 173 #endif
 174
 175     return wc;
 176 }
 177
 178 void wallcycle_destroy(gmx_wallcycle_t wc)
 179 {
 180     if (wc == NULL)
 181     {
 182         return;
 183     }
 184
 185     if (wc->wcc != NULL)
 186     {
 187         sfree(wc->wcc);
 188     }
 189     if (wc->wcc_all != NULL)
 190     {
 191         sfree(wc->wcc_all);
 192     }
 193 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 194     if (wc->wcsc != NULL)
 195     {
 196         sfree(wc->wcsc);
 197     }
 198 #endif
 199     sfree(wc);
 200 }
 201
 202 static void wallcycle_all_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 203 {
 204     wc->ewc_prev   = ewc;
 205     wc->cycle_prev = cycle;
 206 }
 207
 208 static void wallcycle_all_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc, gmx_cycles_t cycle)
 209 {
 210     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].n += 1;
 211     wc->wcc_all[wc->ewc_prev*ewcNR+ewc].c += cycle - wc->cycle_prev;
 212 }
 213
 214
 215 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 216 static void debug_start_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 217 {
 218     /* fprintf(stderr,"wcycle_start depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 219
 220     if (wc->count_depth < 0 || wc->count_depth >= DEPTH_MAX)
 221     {
 222         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range: %d",
 223                   wc->count_depth);
 224     }
 225     wc->counterlist[wc->count_depth] = ewc;
 226     wc->count_depth++;
 227 }
 228
 229 static void debug_stop_check(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 230 {
 231     wc->count_depth--;
 232
 233     /* fprintf(stderr,"wcycle_stop depth %d, %s\n",wc->count_depth,wcn[ewc]); */
 234
 235     if (wc->count_depth < 0)
 236     {
 237         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle counter depth out of range when stopping %s: %d", wcn[ewc], wc->count_depth);
 238     }
 239     if (wc->counterlist[wc->count_depth] != ewc)
 240     {
 241         gmx_fatal(FARGS, "wallcycle mismatch at stop, start %s, stop %s",
 242                   wcn[wc->counterlist[wc->count_depth]], wcn[ewc]);
 243     }
 244 }
 245 #endif
 246
 247 void wallcycle_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 248 {
 249     gmx_cycles_t cycle;
 250
 251     if (wc == NULL)
 252     {
 253         return;
 254     }
 255
 256 #ifdef GMX_MPI
 257     if (wc->wc_barrier)
 258     {
 259         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 260     }
 261 #endif
 262
 263 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 264     debug_start_check(wc, ewc);
 265 #endif
 266
 267     cycle              = gmx_cycles_read();
 268     wc->wcc[ewc].start = cycle;
 269     if (wc->wcc_all != NULL)
 270     {
 271         wc->wc_depth++;
 272         if (ewc == ewcRUN)
 273         {
 274             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 275         }
 276         else if (wc->wc_depth == 3)
 277         {
 278             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 279         }
 280     }
 281 }
 282
 283 void wallcycle_start_nocount(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 284 {
 285     if (wc == NULL)
 286     {
 287         return;
 288     }
 289
 290     wallcycle_start(wc, ewc);
 291     wc->wcc[ewc].n--;
 292 }
 293
 294 double wallcycle_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewc)
 295 {
 296     gmx_cycles_t cycle, last;
 297
 298     if (wc == NULL)
 299     {
 300         return 0;
 301     }
 302
 303 #ifdef GMX_MPI
 304     if (wc->wc_barrier)
 305     {
 306         MPI_Barrier(wc->mpi_comm_mygroup);
 307     }
 308 #endif
 309
 310 #ifdef DEBUG_WCYCLE
 311     debug_stop_check(wc, ewc);
 312 #endif
 313
 314     cycle           = gmx_cycles_read();
 315     last            = cycle - wc->wcc[ewc].start;
 316     wc->wcc[ewc].c += last;
 317     wc->wcc[ewc].n++;
 318     if (wc->wcc_all)
 319     {
 320         wc->wc_depth--;
 321         if (ewc == ewcRUN)
 322         {
 323             wallcycle_all_stop(wc, ewc, cycle);
 324         }
 325         else if (wc->wc_depth == 2)
 326         {
 327             wallcycle_all_start(wc, ewc, cycle);
 328         }
 329     }
 330
 331     return last;
 332 }
 333
 334 void wallcycle_reset_all(gmx_wallcycle_t wc)
 335 {
 336     int i;
 337
 338     if (wc == NULL)
 339     {
 340         return;
 341     }
 342
 343     for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 344     {
 345         wc->wcc[i].n = 0;
 346         wc->wcc[i].c = 0;
 347     }
 348     if (wc->wcc_all)
 349     {
 350         for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 351         {
 352             wc->wcc_all[i].n = 0;
 353             wc->wcc_all[i].c = 0;
 354         }
 355     }
 356 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 357     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 358     {
 359         wc->wcsc[i].n = 0;
 360         wc->wcsc[i].c = 0;
 361     }
 362 #endif
 363 }
 364
 365 static gmx_bool is_pme_counter(int ewc)
 366 {
 367     return (ewc >= ewcPMEMESH && ewc <= ewcPMEWAITCOMM);
 368 }
 369
 370 static gmx_bool is_pme_subcounter(int ewc)
 371 {
 372     return (ewc >= ewcPME_REDISTXF && ewc < ewcPMEWAITCOMM);
 373 }
 374
 375 void wallcycle_sum(t_commrec *cr, gmx_wallcycle_t wc)
 376 {
 377     wallcc_t *wcc;
 378     double    cycles[ewcNR+ewcsNR];
 379     double    cycles_n[ewcNR+ewcsNR], buf[ewcNR+ewcsNR], *cyc_all, *buf_all;
 380     int       i, j;
 381     int       nsum;
 382
 383     if (wc == NULL)
 384     {
 385         return;
 386     }
 387
 388     snew(wc->cycles_sum, ewcNR+ewcsNR);
 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, wc->cycles_sum, nsum, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 485                       cr->mpi_comm_mysim);
 486
 487         if (wc->wcc_all != NULL)
 488         {
 489             snew(cyc_all, ewcNR*ewcNR);
 490             snew(buf_all, ewcNR*ewcNR);
 491             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 492             {
 493                 cyc_all[i] = wc->wcc_all[i].c;
 494             }
 495             MPI_Allreduce(cyc_all, buf_all, ewcNR*ewcNR, MPI_DOUBLE, MPI_SUM,
 496                           cr->mpi_comm_mysim);
 497             for (i = 0; i < ewcNR*ewcNR; i++)
 498             {
 499                 wc->wcc_all[i].c = buf_all[i];
 500             }
 501             sfree(buf_all);
 502             sfree(cyc_all);
 503         }
 504     }
 505     else
 506 #endif
 507     {
 508         for (i = 0; i < nsum; i++)
 509         {
 510             wc->cycles_sum[i] = cycles[i];
 511         }
 512     }
 513 }
 514
 515 static void print_cycles(FILE *fplog, double c2t, const char *name,
 516                          int nnodes, int nthreads,
 517                          int ncalls, double c_sum, double tot)
 518 {
 519     char   nnodes_str[6];
 520     char   nthreads_str[6];
 521     char   ncalls_str[11];
 522     double wallt;
 523
 524     if (c_sum > 0)
 525     {
 526         if (ncalls > 0)
 527         {
 528             snprintf(ncalls_str, sizeof(ncalls_str), "%10d", ncalls);
 529             if (nnodes < 0)
 530             {
 531                 snprintf(nnodes_str, sizeof(nnodes_str), "N/A");
 532             }
 533             else
 534             {
 535                 snprintf(nnodes_str, sizeof(nnodes_str), "%4d", nnodes);
 536             }
 537             if (nthreads < 0)
 538             {
 539                 snprintf(nthreads_str, sizeof(nthreads_str), "N/A");
 540             }
 541             else
 542             {
 543                 snprintf(nthreads_str, sizeof(nthreads_str), "%4d", nthreads);
 544             }
 545         }
 546         else
 547         {
 548             nnodes_str[0]   = 0;
 549             nthreads_str[0] = 0;
 550             ncalls_str[0]   = 0;
 551         }
 552         /* Convert the cycle count to wallclock time for this task */
 553         wallt = c_sum*c2t;
 554
 555         fprintf(fplog, " %-19.19s %4s %4s %10s  %10.3f %14.3f %5.1f\n",
 556                 name, nnodes_str, nthreads_str, ncalls_str, wallt,
 557                 c_sum*1e-9, 100*c_sum/tot);
 558     }
 559 }
 560
 561 static void print_gputimes(FILE *fplog, const char *name,
 562                            int n, double t, double tot_t)
 563 {
 564     char num[11];
 565     char avg_perf[11];
 566
 567     if (n > 0)
 568     {
 569         snprintf(num, sizeof(num), "%10d", n);
 570         snprintf(avg_perf, sizeof(avg_perf), "%10.3f", t/n);
 571     }
 572     else
 573     {
 574         sprintf(num, "          ");
 575         sprintf(avg_perf, "          ");
 576     }
 577     if (t != tot_t)
 578     {
 579         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 580                 name, num, t/1000, avg_perf, 100 * t/tot_t);
 581     }
 582     else
 583     {
 584         fprintf(fplog, " %-29s %10s%12.3f   %s   %5.1f\n",
 585                 name, "", t/1000, avg_perf, 100.0);
 586     }
 587 }
 588
 589 static void print_header(FILE *fplog, int nrank_pp, int nth_pp, int nrank_pme, int nth_pme)
 590 {
 591     int nrank_tot = nrank_pp + nrank_pme;
 592     if (0 == nrank_pme)
 593     {
 594         fprintf(fplog, "On %d MPI rank%s", nrank_tot, nrank_tot == 1 ? "" : "s");
 595         if (nth_pp > 1)
 596         {
 597             fprintf(fplog, ", each using %d OpenMP threads", nth_pp);
 598         }
 599         /* Don't report doing PP+PME, because we can't tell here if
 600          * this is RF, etc. */
 601     }
 602     else
 603     {
 604         fprintf(fplog, "On %d MPI rank%s doing PP", nrank_pp, nrank_pp == 1 ? "" : "s");
 605         if (nth_pp > 1)
 606         {
 607             fprintf(fplog, ",%s using %d OpenMP threads", nrank_pp > 1 ? " each" : "", nth_pp);
 608         }
 609         fprintf(fplog, ", and\non %d MPI rank%s doing PME", nrank_pme, nrank_pme == 1 ? "" : "s");
 610         if (nth_pme > 1)
 611         {
 612             fprintf(fplog, ",%s using %d OpenMP threads", nrank_pme > 1 ? " each" : "", nth_pme);
 613         }
 614     }
 615
 616     fprintf(fplog, "\n\n");
 617     fprintf(fplog, " Computing:          Num   Num      Call    Wall time         Giga-Cycles\n");
 618     fprintf(fplog, "                     Ranks Threads  Count      (s)         total sum    %%\n");
 619 }
 620
 621 void wallcycle_print(FILE *fplog, int nnodes, int npme, double realtime,
 622                      gmx_wallcycle_t wc, wallclock_gpu_t *gpu_t)
 623 {
 624     double     *cyc_sum;
 625     double      tot, tot_for_pp, tot_for_rest, tot_gpu, tot_cpu_overlap, gpu_cpu_ratio, tot_k;
 626     double      c2t, c2t_pp, c2t_pme;
 627     int         i, j, npp, nth_pp, nth_pme, nth_tot;
 628     char        buf[STRLEN];
 629     const char *hline = "-----------------------------------------------------------------------------";
 630
 631     if (wc == NULL)
 632     {
 633         return;
 634     }
 635
 636     nth_pp  = wc->nthreads_pp;
 637     nth_pme = wc->nthreads_pme;
 638
 639     cyc_sum = wc->cycles_sum;
 640
 641     npp     = nnodes - npme;
 642     nth_tot = npp*nth_pp + npme*nth_pme;
 643
 644     /* When using PME-only nodes, the next line is valid for both
 645        PP-only and PME-only nodes because they started ewcRUN at the
 646        same time. */
 647     tot        = cyc_sum[ewcRUN];
 648     tot_for_pp = 0;
 649
 650     /* Conversion factor from cycles to seconds */
 651     if (tot > 0)
 652     {
 653         c2t     = realtime/tot;
 654         c2t_pp  = c2t * nth_tot / (double) (npp*nth_pp);
 655         c2t_pme = c2t * nth_tot / (double) (npme*nth_pme);
 656     }
 657     else
 658     {
 659         c2t     = 0;
 660         c2t_pp  = 0;
 661         c2t_pme = 0;
 662     }
 663
 664     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");
 665
 666     print_header(fplog, npp, nth_pp, npme, nth_pme);
 667
 668     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 669     for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 670     {
 671         if (is_pme_subcounter(i))
 672         {
 673             /* Do not count these at all */
 674         }
 675         else if (npme > 0 && is_pme_counter(i))
 676         {
 677             /* Print timing information for PME-only nodes, but add an
 678              * asterisk so the reader of the table can know that the
 679              * walltimes are not meant to add up. The asterisk still
 680              * fits in the required maximum of 19 characters. */
 681             char buffer[STRLEN];
 682             snprintf(buffer, STRLEN, "%s *", wcn[i]);
 683             print_cycles(fplog, c2t_pme, buffer,
 684                          npme, nth_pme,
 685                          wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 686         }
 687         else
 688         {
 689             /* Print timing information when it is for a PP or PP+PME
 690                node */
 691             print_cycles(fplog, c2t_pp, wcn[i],
 692                          npp, nth_pp,
 693                          wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 694             tot_for_pp += cyc_sum[i];
 695         }
 696     }
 697     if (wc->wcc_all != NULL)
 698     {
 699         for (i = 0; i < ewcNR; i++)
 700         {
 701             for (j = 0; j < ewcNR; j++)
 702             {
 703                 snprintf(buf, 20, "%-9.9s %-9.9s", wcn[i], wcn[j]);
 704                 print_cycles(fplog, c2t_pp, buf,
 705                              npp, nth_pp,
 706                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].n,
 707                              wc->wcc_all[i*ewcNR+j].c,
 708                              tot);
 709             }
 710         }
 711     }
 712     tot_for_rest = tot * (npp * nth_pp) / (double) nth_tot;
 713     print_cycles(fplog, c2t_pp, "Rest",
 714                  npp, nth_pp,
 715                  -1, tot_for_rest - tot_for_pp, tot);
 716     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 717     print_cycles(fplog, c2t, "Total",
 718                  npp, nth_pp,
 719                  -1, tot, tot);
 720     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 721
 722     if (npme > 0)
 723     {
 724         fprintf(fplog,
 725                 "(*) Note that with separate PME ranks, the walltime column actually sums to\n"
 726                 "    twice the total reported, but the cycle count total and %% are correct.\n"
 727                 "%s\n", hline);
 728     }
 729
 730     if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 731     {
 732         fprintf(fplog, " Breakdown of PME mesh computation\n");
 733         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 734         for (i = ewcPPDURINGPME+1; i < ewcNR; i++)
 735         {
 736             if (is_pme_subcounter(i))
 737             {
 738                 print_cycles(fplog, npme > 0 ? c2t_pme : c2t_pp, wcn[i],
 739                              npme > 0 ? npme : npp, nth_pme,
 740                              wc->wcc[i].n, cyc_sum[i], tot);
 741             }
 742         }
 743         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 744     }
 745
 746 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 747     fprintf(fplog, " Breakdown of PP computation\n");
 748     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 749     for (i = 0; i < ewcsNR; i++)
 750     {
 751         print_cycles(fplog, c2t_pp, wcsn[i],
 752                      npp, nth_pp,
 753                      wc->wcsc[i].n, cyc_sum[ewcNR+i], tot);
 754     }
 755     fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 756 #endif
 757
 758     /* print GPU timing summary */
 759     if (gpu_t)
 760     {
 761         const char *k_log_str[2][2] = {
 762             {"Nonbonded F kernel", "Nonbonded F+ene k."},
 763             {"Nonbonded F+prune k.", "Nonbonded F+ene+prune k."}
 764         };
 765
 766         tot_gpu = gpu_t->pl_h2d_t + gpu_t->nb_h2d_t + gpu_t->nb_d2h_t;
 767
 768         /* add up the kernel timings */
 769         tot_k = 0.0;
 770         for (i = 0; i < 2; i++)
 771         {
 772             for (j = 0; j < 2; j++)
 773             {
 774                 tot_k += gpu_t->ktime[i][j].t;
 775             }
 776         }
 777         tot_gpu += tot_k;
 778
 779         tot_cpu_overlap = wc->wcc[ewcFORCE].c;
 780         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 781         {
 782             tot_cpu_overlap += wc->wcc[ewcPMEMESH].c;
 783         }
 784         tot_cpu_overlap *= realtime*1000/tot; /* convert s to ms */
 785
 786         fprintf(fplog, "\n GPU timings\n%s\n", hline);
 787         fprintf(fplog, " Computing:                         Count  Wall t (s)      ms/step       %c\n", '%');
 788         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 789         print_gputimes(fplog, "Pair list H2D",
 790                        gpu_t->pl_h2d_c, gpu_t->pl_h2d_t, tot_gpu);
 791         print_gputimes(fplog, "X / q H2D",
 792                        gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_h2d_t, tot_gpu);
 793
 794         for (i = 0; i < 2; i++)
 795         {
 796             for (j = 0; j < 2; j++)
 797             {
 798                 if (gpu_t->ktime[i][j].c)
 799                 {
 800                     print_gputimes(fplog, k_log_str[i][j],
 801                                    gpu_t->ktime[i][j].c, gpu_t->ktime[i][j].t, tot_gpu);
 802                 }
 803             }
 804         }
 805
 806         print_gputimes(fplog, "F D2H",  gpu_t->nb_c, gpu_t->nb_d2h_t, tot_gpu);
 807         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 808         print_gputimes(fplog, "Total ", gpu_t->nb_c, tot_gpu, tot_gpu);
 809         fprintf(fplog, "%s\n", hline);
 810
 811         gpu_cpu_ratio = tot_gpu/tot_cpu_overlap;
 812         fprintf(fplog, "\nForce evaluation time GPU/CPU: %.3f ms/%.3f ms = %.3f\n",
 813                 tot_gpu/gpu_t->nb_c, tot_cpu_overlap/wc->wcc[ewcFORCE].n,
 814                 gpu_cpu_ratio);
 815
 816         /* only print notes related to CPU-GPU load balance with PME */
 817         if (wc->wcc[ewcPMEMESH].n > 0)
 818         {
 819             fprintf(fplog, "For optimal performance this ratio should be close to 1!\n");
 820
 821             /* print note if the imbalance is high with PME case in which
 822              * CPU-GPU load balancing is possible */
 823             if (gpu_cpu_ratio < 0.75 || gpu_cpu_ratio > 1.2)
 824             {
 825                 /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 826                 if (gpu_cpu_ratio < 0.75)
 827                 {
 828                     if (npp > 1)
 829                     {
 830                         /* The user could have used -notunepme,
 831                          * but we currently can't check that here.
 832                          */
 833                         md_print_warn(NULL, fplog,
 834                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 835                                       "      performance loss. Maybe the domain decomposition limits the PME tuning.\n"
 836                                       "      In that case, try setting the DD grid manually (-dd) or lowering -dds.");
 837                     }
 838                     else
 839                     {
 840                         /* We should not end up here, unless the box is
 841                          * too small for increasing the cut-off for PME tuning.
 842                          */
 843                         md_print_warn(NULL, fplog,
 844                                       "\nNOTE: The GPU has >25%% less load than the CPU. This imbalance causes\n"
 845                                       "      performance loss.");
 846                     }
 847                 }
 848                 if (gpu_cpu_ratio > 1.2)
 849                 {
 850                     md_print_warn(NULL, fplog,
 851                                   "\nNOTE: The GPU has >20%% more load than the CPU. This imbalance causes\n"
 852                                   "      performance loss, consider using a shorter cut-off and a finer PME grid.");
 853                 }
 854             }
 855         }
 856     }
 857
 858     if (wc->wcc[ewcNB_XF_BUF_OPS].n > 0 &&
 859         (cyc_sum[ewcDOMDEC] > tot*0.1 ||
 860          cyc_sum[ewcNS] > tot*0.1))
 861     {
 862         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 863         if (wc->wcc[ewcDOMDEC].n == 0)
 864         {
 865             md_print_warn(NULL, fplog,
 866                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 867                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 868                           (int)(100*cyc_sum[ewcNS]/tot+0.5));
 869         }
 870         else
 871         {
 872             md_print_warn(NULL, fplog,
 873                           "NOTE: %d %% of the run time was spent in domain decomposition,\n"
 874                           "      %d %% of the run time was spent in pair search,\n"
 875                           "      you might want to increase nstlist (this has no effect on accuracy)\n",
 876                           (int)(100*cyc_sum[ewcDOMDEC]/tot+0.5),
 877                           (int)(100*cyc_sum[ewcNS]/tot+0.5));
 878         }
 879     }
 880
 881     if (cyc_sum[ewcMoveE] > tot*0.05)
 882     {
 883         /* Only the sim master calls this function, so always print to stderr */
 884         md_print_warn(NULL, fplog,
 885                       "NOTE: %d %% of the run time was spent communicating energies,\n"
 886                       "      you might want to use the -gcom option of mdrun\n",
 887                       (int)(100*cyc_sum[ewcMoveE]/tot+0.5));
 888     }
 889 }
 890
 891 extern gmx_int64_t wcycle_get_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc)
 892 {
 893     if (wc == NULL)
 894     {
 895         return -1;
 896     }
 897
 898     return wc->reset_counters;
 899 }
 900
 901 extern void wcycle_set_reset_counters(gmx_wallcycle_t wc, gmx_int64_t reset_counters)
 902 {
 903     if (wc == NULL)
 904     {
 905         return;
 906     }
 907
 908     wc->reset_counters = reset_counters;
 909 }
 910
 911 #ifdef GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS
 912
 913 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 914 {
 915     if (wc != NULL)
 916     {
 917         wc->wcsc[ewcs].start = gmx_cycles_read();
 918     }
 919 }
 920
 921 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t wc, int ewcs)
 922 {
 923     if (wc != NULL)
 924     {
 925         wc->wcsc[ewcs].c += gmx_cycles_read() - wc->wcsc[ewcs].start;
 926         wc->wcsc[ewcs].n++;
 927     }
 928 }
 929
 930 #else
 931
 932 void wallcycle_sub_start(gmx_wallcycle_t gmx_unused wc, int gmx_unused ewcs)
 933 {
 934 }
 935 void wallcycle_sub_stop(gmx_wallcycle_t gmx_unused wc, int gmx_unused ewcs)
 936 {
 937 }
 938
 939 #endif /* GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS */