rio/Herezh_dev
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Herezh_dev/General/Distribution_CPU.cc
Gérard Rio ce2d011450 - mise en place calcul parallèle (MPI) dans algo RD 
- idem pour le calcul des second membres (Algori)
- idem pour le chargement pression en explicite
- tests ok pour calcul MPI en RD avec pression
2023-09-03 10:10:17 +02:00

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C++
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// This file is part of the Herezh++ application.
//
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
// of mechanics for large transformations of solid structures.
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
//
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
//
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or (at your option) any later version.
//
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
// See the GNU General Public License for more details.
//
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
#include "Distribution_CPU.h"
#include <boost/mpi/environment.hpp>
#include <boost/mpi/communicator.hpp>
#include <boost/serialization/string.hpp>
#include <boost/mpi.hpp>
namespace mpi = boost::mpi;
// constructeur par défaut
Distribution_CPU::Distribution_CPU():
tab_list_maillage_element(),tab_indic()
,total_elem(0)
,tab_vide_list_maillage_element()
{};
// constructeur de copie
Distribution_CPU::Distribution_CPU (const Distribution_CPU& a):
tab_list_maillage_element(a.tab_list_maillage_element)
,tab_indic(a.tab_indic),total_elem(a.total_elem)
,tab_vide_list_maillage_element()
{};
// calcul de l'équilibrage initiale
void Distribution_CPU::Calcul_Equilibrage_initiale(const LesMaillages * lesMaillages)
{
if (ParaGlob::Monde()->rank() == 0)
{ // on équilibre sur tous les cpu excepté le maître, qui lui ne calcule pas
int nb_proc_calcul = ParaGlob::Monde()->size() - 1;
// si nb_proc_calcul == 0 on ne peut pas continuer, aucun cpu n'étant disponible
// pour le calcul, on arrête
if (nb_proc_calcul == 0)
{cout << "\n *** erreur en calcul d'equilibrage initial: le nombre de cpu "
<< " disponible pour le calcul est nul ! on ne peut pas continuer "
<< " (il faut utiliser la version mono-processeur d'Herezh++ ! ) "
<< endl;
Sortie(1);
};
tab_indic.Change_taille(nb_proc_calcul);
// dans une première étape on ne s'intéresse qu'aux éléments
// on suppose que les éléments sont identiques en temps de calcul
// on repère les éléments par le numéro de maillage + le numéro d'élément, en cours
// on récupère le nombre total d'éléments
int nb_mail = lesMaillages->NbMaillage();
total_elem = 0; // init
Tableau <Tableau <bool > > inter(nb_mail); // inter utilisé ensuite pour dimensionner tab_indic
for (int i=1;i<=nb_mail;i++)
{int nb_elem_mail = lesMaillages->Nombre_element(i);
total_elem += nb_elem_mail;
inter(i).Change_taille(nb_elem_mail,false);
};
// on dimensionne tab_indic, tout est à false
tab_indic.Change_taille(nb_proc_calcul,inter);
// il faut que le nombre d'élément soit au moins >= au nb de proc de calcul
// pour que l'on puisse distribuer au moin un elem par proc de calcul
if (total_elem < nb_proc_calcul)
{cout << "\n *** erreur en calcul d'equilibrage initial: le nombre de cpu "
<< " disponible pour le calcul \n est inferieur au nb d'element total ! on ne peut pas continuer "
<< "\n (il faut utiliser la version mono-processeur d'Herezh++ ! ) "
<< endl;
Sortie(1);
};
// le nombre théorique d'élément par cpu
int nb_elem_un_cpu = total_elem/nb_proc_calcul; // arrondi inférieur
// on adapte le tableau de liste
tab_list_maillage_element.Change_taille(nb_proc_calcul);
for (int iproc =1;iproc <= nb_proc_calcul; iproc++)
{tab_list_maillage_element(iproc).Change_taille(nb_mail);
for (int imail=1; imail<= nb_mail; imail++)
tab_list_maillage_element(iproc)(imail).clear();
};
// on parcours tous les éléments et on remplit les tableaux
int iproc = 1; // le num du proc en cours
int nb_ele_enreg_iproc = 1; // init le nombre d'élément enregistré pour le proc
for (int imail=1;imail<=nb_mail;imail++)
{
int nb_ele = lesMaillages->Nombre_element(imail);
{list <int > * li_maillage_element = & tab_list_maillage_element(iproc)(imail); // init
// de la liste courante
for (int ile = 1; ile<=nb_ele;ile++,nb_ele_enreg_iproc++)
{ li_maillage_element->push_back(ile);
tab_indic(iproc)(imail)(ile)=true; // on signale
// on regarde s'il faut changer de cpu
// si c'est le dernier cpu, on ne change pas -> pour éviter
// les pb d'arrondi
if ((nb_ele_enreg_iproc > nb_elem_un_cpu)
&& (iproc < nb_proc_calcul) )
{iproc++;
nb_ele_enreg_iproc=1; // reinit du compteur
li_maillage_element = & tab_list_maillage_element(iproc)(imail); // pointage liste associée
};
};
};
};
//// ----- debug
//cout << "\n debug Distribution_CPU::Calcul_Equilibrage_initiale ";
//Distribution_CPU::Affiche();
//cout << flush;
//// ----- fin debug ---
}
};
// passage de l'équilibrage à tous les cpu autres que 0
void Distribution_CPU::Passage_Equilibrage_aux_CPU()
{ //if (ParaGlob::Monde()->rank() == 0)
broadcast(*ParaGlob::Monde(), *this, 0);
// synchronisation ici de tous les process
// ParaGlob::Monde()->barrier();
// mise à jour de ParaGlob, qui peut transmettre à tous
// la liste des numéros d'éléments concernés
ParaGlob::param->Init_tableau(&tab_list_maillage_element,&tab_indic);
};
// -- serialisation ---
// on spécialise la sauvegarde et la restitution
// version == 0 pour la première sauvegarde et ensuite > 0
// NB: c'est toujours la version en cours au moment de la sauvegarde
// ==> dans notre cas, on ne sent sert pas pour l'instant: supposé tjs == 0
template<class Archive>
void Distribution_CPU::save(Archive & ar, const unsigned int version) const
{ // comme on a des listes on sauvegarde explicitement
int nb_proc_calcul = tab_list_maillage_element.Taille();
ar << std::string("Distribution_CPU:taille= ") << nb_proc_calcul ;
for (int i_proc=1;i_proc<= nb_proc_calcul; i_proc++)
{int nb_mail = tab_list_maillage_element(i_proc).Taille();
ar << std::string(" nb_mail= ")<< nb_mail ;
// on sauvegarde également le nombre total d'élément par maillage
// pour cela on se sert de tab_indic pour le premier cpu
for (int num_mail = 1; num_mail <= nb_mail;num_mail++)
ar << (int) tab_indic(1)(num_mail).Taille();
for (int imail=1;imail<=nb_mail;imail++)
{ const list <int >& list_maillage_element = tab_list_maillage_element(i_proc)(imail);
ar << std::string(" list:i_taille= ")<< (int) list_maillage_element.size() ;
list <int >::const_iterator il, ilfin= list_maillage_element.end();
for (il = list_maillage_element.begin(); il != ilfin; il++)
{ int truc = (*il);
ar << truc ;
};
};
};
}
// en lecture, le num de version permet de ce positionner sur une version particulière
// ==> dans notre cas, on ne sent sert pas pour l'instant: supposé tjs == 0
template<class Archive>
void Distribution_CPU::load(Archive & ar, const unsigned int version)
{ // opération inverse de save
std::string toto; int taille;
ar >> toto >> taille;
// on vérifie que c'est cohérent avec le nombre de CPU en cours
int nb_proc_calcul = ParaGlob::Monde()->size() - 1;
if (taille != nb_proc_calcul)
{cout << "\n **** erreur en recuperation d'une distribution CPU, le nombre de cpu "
<< " en cours: "<<nb_proc_calcul << "est different de celui archive: "
<< taille << " on ne peut pas continuer l'execution !!!";
Sortie(1);
};
// redimentionnement éventuel, si même taille, aucune action
tab_list_maillage_element.Change_taille(nb_proc_calcul);
// idem tab_indic
tab_indic.Change_taille(nb_proc_calcul);
total_elem = 0; // init
for (int i_proc=1;i_proc<= nb_proc_calcul; i_proc++)
{ int nb_mail;
ar >> toto >> nb_mail;
tab_list_maillage_element(i_proc).Change_taille(nb_mail);
tab_indic(i_proc).Change_taille(nb_mail);
// on va lire le nombre total d'éléments pour chaque maillage
for (int num_mail = 1; num_mail <= nb_mail;num_mail++)
{ int nb_elem_mail;
ar >> nb_elem_mail;
tab_indic(i_proc)(num_mail).Change_taille(nb_elem_mail,false);
};
for (int imail=1;imail<=nb_mail;imail++)
{ Tableau <bool > & tab_indic_cpu_mail = tab_indic(i_proc)(imail); // pour simplifier
// tab_indic_cpu_mail.Inita(false); // par défaut init à false pour tous les éléments
list <int >& list_maillage_element = tab_list_maillage_element(i_proc)(imail);
int size_list;
ar >> toto >> size_list;
if (size_list == list_maillage_element.size())
{// si la liste existante a la bonne taille, on ne fait que lire
int inter;
list <int >::iterator il, ilfin= list_maillage_element.end();
for (il = list_maillage_element.begin(); il != ilfin; il++)
{ar >> inter; (*il)=inter;
tab_indic_cpu_mail(inter)=true; // on rempli tab_indic
}
}
else // cas où la taille n'est pas bonne
{list_maillage_element.clear();
int inter; // élément de travail
for (int j=1;j<= size_list;j++)
{ar >> inter;
list_maillage_element.push_back(inter);
tab_indic_cpu_mail(inter)=true; // on rempli tab_indic
};
};
// mise à jour du nombre total d'élément
total_elem += list_maillage_element.size();
};
}
};
// affichage des infos relatives à la distribution
void Distribution_CPU::Affiche() const
{ // comme on a des listes on sauvegarde explicitement
cout << "\n ------ Distribution ---------";
int nb_proc_calcul = tab_list_maillage_element.Taille();
cout << std::string(" nb total de proc de calcul : ") << nb_proc_calcul ;
for (int i_proc=1;i_proc<= nb_proc_calcul; i_proc++)
{cout << "\n ... cas du proc de calcul : "<< i_proc;
int nb_mail = tab_list_maillage_element(i_proc).Taille();
cout << std::string(" nb_mail considere = ")<< nb_mail ;
// on sauvegarde également le nombre total d'élément par maillage
// pour cela on se sert de tab_indic pour le premier cpu
for (int num_mail = 1; num_mail <= nb_mail;num_mail++)
cout << ", nb elem total du maillage " << num_mail << " => " << (int) tab_indic(1)(num_mail).Taille();
for (int imail=1;imail<=nb_mail;imail++)
{ const list <int >& list_maillage_element = tab_list_maillage_element(i_proc)(imail);
cout << " \n cas du maillage "<< imail
<< std::string(": nb elem pour le proc => ")<< (int) list_maillage_element.size()
<< " c-a-d les elem : \n ";
list <int >::const_iterator il, ilfin= list_maillage_element.end();
for (il = list_maillage_element.begin(); il != ilfin; il++)
{ int truc = (*il);
cout << truc << " , ";
};
};
};
}
// cas donne le niveau de la récupération
// = 1 : on récupère tout
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Distribution_CPU::Lecture_base_info(ifstream& ent,const int cas)
{ // on récupère le tableau de list : tab_list_maillage_element
// on suit exactement la même procédure que pour archive
load(ent,cas);
};
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Distribution_CPU::Ecriture_base_info(ofstream& sort,const int cas)
{ // on sauvegarde le tableau de list : tab_list_maillage_element
// on suit exactement la même procédure que pour archive
save(sort,cas);
};
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