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|
#include "cuda_runtime.h"
#include "device_launch_parameters.h"
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
int infini = 9999;
double shared, global, seq;
__global__ void floydSharedPhase_1(int* sommet,int* adjacence,int taille, int k);
__global__ void floydSharedPhase_2(int* sommet,int* adjacence,int taille,int k);
__global__ void floydSharedPhase_3(int* sommet,int* adjacence,int taille,int k);
void floydParShared(int *sommet, int *adjacence,int taille, int nthreads);
void affichage(int* tab, int dim){
for(int y = 0; y< dim; y++){
for(int x = 0; x<dim;x++){
cout << " " << tab[x + y*dim];
}
cout << endl;
}
}
void barreChargement(long double palier,long double courant,long double max,long double* valCourante){
// cout << " courant = " << courant<< endl;
if(courant > *valCourante)
{
*valCourante = *valCourante + palier;
cout << "-" ;
if(*valCourante > max)
cout << "|";
}
}
void remplirTableau(int* tab, int* adja,int tX){
long double progression = 0;
long double valCourant = 0;
long double max = tX*tX;
long double palier = (tX*tX)/10;
cout << "Initialisation |";
for(int y = 0; y < tX; y++)
for(int x = 0; x< tX; x++){
adja[x+tX*y] = -1;
if(x==y)
tab[x+tX*y] = 0;
else{
if(rand() % 5 == 0)
tab[x+tX*y] = infini;
else
tab[x+tX*y] =10+ (rand() % infini/10 );
}
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
tab[0] =0; tab[1] =infini; tab[2] =infini; tab[3] =infini; tab[4] =3; tab[5] = infini;
tab[6] =9 ; tab[7] = 0; tab[8] =3; tab[9] = infini; tab[ 10] = infini; tab[ 11] = infini;
tab[12] =5; tab[13] = infini; tab[14] = 0; tab[15] = 2; tab[16] = infini;tab[17 ] =infini ;
tab[ 18] =12 ;tab[ 19] =infini ;tab[ 20] =4 ;tab[21 ] = 0;tab[22 ] =6 ;tab[ 23] = 1;
tab[24 ] =infini ;tab[ 25] =infini ;tab[ 26] =1 ;tab[ 27] =infini ;tab[28 ] =0 ;tab[29 ] =infini ;
tab[30 ] = infini;tab[ 31] = infini;tab[32 ] = infini;tab[33 ] = infini;tab[34 ] =2 ;tab[35 ] = 0;
cout << endl;
}
// ------------------- Floyd sur 1 CPU ----------------------------------------------------------
void floydSequentiel(int* sommet, int*adjacence,int tX){
long double temp = tX;
long double progression = 0;
long double valCourant = 0;
long double max = (temp*temp*temp);
long double palier = (temp*temp*temp)/10;
clock_t start,end;
cout << ">Floyd Sequentiel |";
start = clock();
for(int k=0; k<tX; k++)
for(int y=0; y<tX;y++)
for(int x=0; x<tX;x++){
if(sommet[x + y*tX] > (sommet[x + k*tX] + sommet[k + y*tX])){
sommet[x + y*tX] = sommet[x + k*tX] + sommet[k + y*tX];
adjacence [x + y*tX] = k;
}
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
end = clock();
double calc = ( (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC);
cout <<" CPU :" << calc << "s" << endl;
seq = calc;
}
//------------------- Floyd sur GPU sans mémoire partagée ---------------------------------------
__global__ void KernelPar(int* sommet,int* adjacence,int taille,int k)
{
int indY = blockDim.x*blockIdx.x + threadIdx.x ;
int indX = blockDim.y*blockIdx.y + threadIdx.y ;
if(indX < taille && indY < taille)
if((*(sommet+indX*taille + indY) > *(sommet+indX*taille + k) + *(sommet+k*taille + indY)) ){
*(sommet+indX*taille + indY) = *(sommet+indX*taille + k) + *(sommet+k*taille + indY);
*(adjacence+indX*taille + indY) = k;
}
}
void floydPar(int *sommet, int *adjacence,int tX,int nthreads){
int* dev_sommet;
int* dev_adjacence;
float tempscalcul=0.0;
double tempsmemoire=0.0;
long double progression = 0;
long double valCourant = 0;
long double max = tX;
long double palier = tX/10;
clock_t start, finish;
start = clock();
cout << ">Paralelle Global |";
cudaMalloc((void**)&dev_sommet,tX*tX*sizeof(int));
cudaMalloc((void**)&dev_adjacence,tX*tX*sizeof(int));
cudaMemcpy(dev_sommet,sommet,tX*tX*sizeof(int), cudaMemcpyHostToDevice);
cudaMemcpy(dev_adjacence,adjacence,tX*tX*sizeof(int), cudaMemcpyHostToDevice);
finish = clock();
tempsmemoire += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
dim3 blockdim(nthreads,nthreads);
int reste = (tX % nthreads > 0);
dim3 griddim(tX/nthreads+reste,tX/nthreads+reste);
//cout << " parallele, nombre de blocks = " << tX/nthreads+reste << endl;
for(int i = 0; i<tX;i++){
start = clock();
KernelPar<<<griddim,blockdim>>>(dev_sommet,dev_adjacence,tX,i);
cudaDeviceSynchronize();
finish = clock();
tempscalcul += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
start = clock();
cudaMemcpy((void**)sommet, dev_sommet,tX*tX*sizeof(int), cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaMemcpy((void**)adjacence, dev_adjacence,tX*tX*sizeof(int), cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaFree(dev_sommet);
cudaFree(dev_adjacence);
finish = clock();
tempsmemoire += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
global = tempscalcul;
cout <<" GPU :" <<tempscalcul<< "s" <<" Memoire: " << tempsmemoire<< endl;
}
// ------------------ Floyd avec mémoire partagée -----------------------------------------------
void floydParShared(int *sommet, int *adjacence,int taille, int nthreads,int affichageRes){
cout << ">Paralelle Shared |";
int* dev_sommet;
int* dev_adjacence;
int i = 0;
int nblocks = 1;
int reste = (taille % nthreads > 0);
double tPhase1 = 0.0;
double tPhase2 = 0.0;
double tPhase3 = 0.0;
long double progression = 0;
long double valCourant = 0;
long double max = 3*((taille/nthreads)+reste);
long double palier = (3*(taille/nthreads)+reste)/10*((taille/nthreads)+reste > 10) + (3*(taille/nthreads+reste))*((taille/nthreads)+reste < 10);
clock_t finish,start;
// nombre de threads
dim3 threads(nthreads,nthreads);
// taille du tableau des sommets
size_t tailleSommet = taille*taille*sizeof(int);
// taille de la mémoire partagée pour la phase 1
size_t tailleBlock = nthreads*nthreads*sizeof(int);
// allocation et copie en mémoire
cudaMalloc((void**)&dev_sommet,tailleSommet);
cudaMalloc((void**)&dev_adjacence,tailleSommet);
cudaMemcpy(dev_sommet,sommet,tailleSommet,cudaMemcpyHostToDevice);
cudaMemcpy(dev_adjacence,adjacence,tailleSommet,cudaMemcpyHostToDevice);
dim3 nBlocks_phase3((taille/nthreads)+reste,(taille/nthreads)+reste);
tailleSommet = taille*taille*sizeof(int);
nblocks = 2*((taille/nthreads)+reste);
for(i = 0; i<(taille/nthreads)+reste;i++){
// execution de la phase 1
start = clock();
floydSharedPhase_1<<<1,threads,tailleBlock>>>(dev_sommet,dev_adjacence,taille,i);
cudaDeviceSynchronize();
finish = clock();
tPhase1 += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
if(affichageRes){
cudaMemcpy(sommet,dev_sommet,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " sommets après la phase 1, iteration" << i <<endl;
affichage(sommet,taille);
cout << endl;
cudaMemcpy(adjacence,dev_adjacence,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " adjacence après la phase 1, iteration" << i <<endl;
affichage(adjacence,taille);
cout << endl;
}else{
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
// execution de la phase 2
start = clock();
floydSharedPhase_2<<<nblocks,threads,2*tailleBlock>>>(dev_sommet,dev_adjacence,taille,i);
cudaDeviceSynchronize();
finish = clock();
tPhase2 += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
if(affichageRes){
cudaMemcpy(sommet,dev_sommet,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " sommets après la phase 2, iteration" << i <<endl;
affichage(sommet,taille);
cout << endl;
cudaMemcpy(adjacence,dev_adjacence,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " adjacence après la phase 2, iteration" << i <<endl;
affichage(adjacence,taille);
cout << endl;
}else{
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
// execution de la phase 3
start = clock();
floydSharedPhase_3<<<nBlocks_phase3,threads,3*tailleBlock>>>(dev_sommet,dev_adjacence,taille,i);
cudaDeviceSynchronize();
finish = clock();
tPhase3 += (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
if(affichageRes){
cudaMemcpy(sommet,dev_sommet,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " sommets après la phase 3, iteration" << i <<endl;
affichage(sommet,taille);
cout << endl;
cudaMemcpy(adjacence,dev_adjacence,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cout << " adjacence après la phase 3, iteration" << i <<endl;
affichage(adjacence,taille);
cout << endl<<endl<<endl;
}else{
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
}
cudaMemcpy(sommet,dev_sommet,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaMemcpy(adjacence,dev_adjacence,tailleSommet,cudaMemcpyDeviceToHost);
shared = tPhase1+tPhase2+tPhase3;
cout << " GPU :" <<shared <<"s P1:" <<tPhase1 << " P2:" <<tPhase2 << " P3:" << tPhase3 <<endl;
}
__global__ void floydSharedPhase_1(int* sommet,int* adjacence,int taille, int k){
int ind1DLoc = threadIdx.x + threadIdx.y*blockDim.y;
int ind2DLoc_x = threadIdx.x;
int ind2DLoc_y = threadIdx.y;
int offset = blockDim.x*blockDim.y;
// indice correcte pour accéder en fonction de l'itération k aux bonnes valeurs dans sommet
int ind1DGlo = (k*blockDim.x + ind2DLoc_x) + ((k*blockDim.x+ ind2DLoc_y)*taille) ;
// mémoire partagée ou l'on copiera les valeurs pour faire l'algo de floyd
extern __shared__ int blockCourant[];
if(ind1DGlo < taille*taille){
// récupère en fonction de k, les valeurs
blockCourant[ind1DLoc] = sommet[ ind1DGlo ];
//blockCourant[ind1DLoc + offset] = adjacence[ ind1DGlo ];
syncthreads();
if(ind2DLoc_x < taille*taille)
for(int i = 0; i<blockDim.x; i++)
{
if(blockCourant[ind2DLoc_x + i*blockDim.x] + blockCourant[i + ind2DLoc_y*blockDim.y] < blockCourant[ind1DLoc] ){
blockCourant[ind1DLoc] = blockCourant[ind2DLoc_x + i*blockDim.x] + blockCourant[i + ind2DLoc_y*blockDim.y];
//adjacence[ind1DGlo] = (ind1DGlo % taille) - ind2DLoc_x + i; // juste !
adjacence[ind1DGlo] = k*blockDim.x + i;
//blockCourant[ind1DLoc + offset] = k*blockDim.x + i; // adjacence
}
syncthreads();
}
sommet[ ind1DGlo ] = blockCourant[ind1DLoc] ;
//adjacence[ ind1DGlo] = blockCourant[ind1DLoc + offset];
}
}
__global__ void floydSharedPhase_2(int* sommet,int* adjacence,int taille,int k){
// indices global, par rapport a la grille de blocks
int ind2DGlo_x, ind2DGlo_y ;
int ind2DLoc_x = threadIdx.x;
int ind2DLoc_y = threadIdx.y;
int ind1DLoc = ind2DLoc_x + ind2DLoc_y*blockDim.x;
int id,ind1DGlo;
extern __shared__ int memPartagee[];
int offset = blockDim.x*blockDim.y;
// trouve les bon indices pour la ligne
if(blockIdx.x < gridDim.x/2)
{
ind2DGlo_x = ind2DLoc_x + blockIdx.x*blockDim.x;
ind2DGlo_y = (k*blockDim.x+ind2DLoc_y);
id = blockIdx.x;
}else
{
// trouve les bons indices pour la colone
ind2DGlo_x = ind2DLoc_x + k*blockDim.x;
ind2DGlo_y = blockIdx.x*blockDim.x - blockDim.x*(gridDim.x/2) + ind2DLoc_y;
id = blockIdx.x - gridDim.x/2;
}
ind1DGlo = ind2DGlo_x + ind2DGlo_y*taille;
if((ind1DGlo < taille*taille) && (id != k) )
{
memPartagee[ind1DLoc] = sommet[ind1DGlo];
memPartagee[ind1DLoc+offset] = sommet[ (k*blockDim.x+ind2DLoc_x) + (k*blockDim.x+ind2DLoc_y)*taille];
//memPartagee[ind1DLoc + 2*offset] = adjacence[ ind1DGlo ]; // adjacence
syncthreads();
for(int i =0; i<blockDim.x;i++)
{
if(blockIdx.x < gridDim.x/2) // ligne
{
if(memPartagee[ind1DLoc] > memPartagee[ind2DLoc_x + i*blockDim.x] +memPartagee[offset+i + ind2DLoc_y*blockDim.x])
{
memPartagee[ind1DLoc] = memPartagee[ind2DLoc_x + i*blockDim.x] + memPartagee[offset+i + ind2DLoc_y*blockDim.x];
adjacence[ind1DGlo] = k*blockDim.x+i; // juste !?
//memPartagee[ind1DLoc + 2*offset] = k*blockDim.x+i; // adjacence
}
}
else // colone
{
if(memPartagee[ind1DLoc] > memPartagee[i + ind2DLoc_y*blockDim.x] + memPartagee[offset +ind2DLoc_x + i*blockDim.x])
{
memPartagee[ind1DLoc] = memPartagee[i + ind2DLoc_y*blockDim.x] + memPartagee[offset +ind2DLoc_x + i*blockDim.x];
adjacence[ind1DGlo] = k*blockDim.x+i;//ind2DGlo_x - ind2DLoc_x + i; k*blockDim.x+i; // juste les deux!?
//memPartagee[ind1DLoc + 2*offset] = k*blockDim.x+i; // adjacence
}
}
}
sommet[ind1DGlo] = memPartagee[ind1DLoc];
//adjacence[ind1DGlo] = memPartagee[ind1DLoc + 2*offset];
}
}
__global__ void floydSharedPhase_3(int* sommet,int* adjacence,int taille,int k)
{
int ind2DLoc_x = threadIdx.x;
int ind2DLoc_y = threadIdx.y;
int ind1DLoc = ind2DLoc_x + ind2DLoc_y*blockDim.x;
int ind2DGlo_x = blockIdx.x*blockDim.x + ind2DLoc_x;
int ind2DGlo_y = blockIdx.y*blockDim.y + ind2DLoc_y;
int ind1DGlo = ind2DGlo_x + ind2DGlo_y*taille;
int offset = blockDim.x*blockDim.y;
extern __shared__ int memPartagee[];
if(blockIdx.x != k && blockIdx.y != k && ind1DGlo < taille*taille){
memPartagee[ind1DLoc] = sommet[ind1DGlo];
memPartagee[ind1DLoc + offset] = sommet[k*blockDim.x+ind2DLoc_x + ind2DGlo_y*taille];
memPartagee[ind1DLoc + 2*offset] = sommet[ind2DGlo_x + (ind2DLoc_y+k*blockDim.x)*taille];
// memPartagee[ind1DLoc + 3*offset] = adjacence[ind1DGlo];
syncthreads();
for(int i=0; i<blockDim.x;i++){
if(memPartagee[ind1DLoc] > memPartagee[offset + i + ind2DLoc_y*blockDim.x] + memPartagee[2*offset+ind2DLoc_x + i*blockDim.x])
{
memPartagee[ind1DLoc] = memPartagee[offset + i + ind2DLoc_y*blockDim.x] + memPartagee[2*offset + ind2DLoc_x + i*blockDim.x];
adjacence[ind1DGlo] = blockDim.x*k + i ; // juste
//memPartagee[ind1DLoc + 3*offset] = blockDim.x*k + i ; //juste
}
}
syncthreads();
sommet[ind1DGlo] = memPartagee[ind1DLoc];
//adjacence[ind1DGlo] = memPartagee[ind1DLoc + 3*offset] ;
}
}
// ----------------- Fonction de vérification -------------------------------------
int verif(int* tab11, int* tab12,int* tab21, int* tab22, int tX){
long double progression = 0;
long double valCourant = 0;
long double max = tX*tX;
long double palier = (tX*tX)/10;
int err = 0;
for(int i = 0; i<tX*tX;i++){
if(tab11[i] != tab12[i])
err++;
if(tab21[i] != tab22[i])
err++;
progression++;
barreChargement(palier,progression,max,&valCourant);
}
return err;
}
int main()
{
srand(5);
int tX = 512;
int nthreads = 32;
srand(25);
int erreurs;
//while(nthreads <= 16){
while(tX <= 8192){
cout <<endl<< " --- DIMENSION = " << tX <<" --- Threads par blocks = "<< nthreads << " ------" <<endl ;
int* sommet = new int[tX*tX];
int* adjacence = new int[tX*tX];
int* sommet2 = new int[tX*tX];
int* adjacence2 = new int[tX*tX];
int* sommet3 = new int[tX*tX];
int* adjacence3 = new int[tX*tX];
remplirTableau(sommet,adjacence,tX);
for(int i = 0; i<tX*tX;i++){
sommet2[i] = sommet[i];
adjacence2[i]= adjacence[i];
sommet3[i] = sommet[i];
adjacence3[i] = adjacence[i];
}
floydParShared(sommet2,adjacence2,tX,nthreads,0);
floydPar( sommet3, adjacence3,tX,nthreads);
/* verification des erreurs */
/* floydSequentiel( sommet, adjacence,tX);
cout << " Check: Shared |";
erreurs = verif(sommet,sommet2,adjacence,adjacence,tX) ;
cout << " " << erreurs << " erreurs" << endl;
cout << " Check: Global |" ;
erreurs = verif(sommet,sommet3,adjacence,adjacence3,tX) ;
cout << " " << erreurs << " erreurs" << endl;
cout << " --- > Speed-Up CPU/GPU (memoire Globale) = " << seq/global << endl;
cout << " --- > Speed-Up CPU/GPU (memoire Partagee) = " << seq/shared << endl;
cout << " --- > Speed-Up GPU/GPU (Globale Partagee) = " << global/shared << endl;*/
//getchar();
tX = tX*2;
//nthreads = nthreads*2;
}
//getchar();
} |
différence de perfs énorme entre Linux/Windows, ou est le problème ?
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