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[mareframe] Diff of /trunk/gadget/hooke.cc
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Diff of /trunk/gadget/hooke.cc

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revision 14, Thu Jul 30 12:36:46 2015 UTC revision 19, Wed May 25 16:36:33 2016 UTC
# Line 139  Line 139 
139  #include "ecosystem.h"  #include "ecosystem.h"
140  #include "global.h"  #include "global.h"
141    
142  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
143  #include "omp.h"  #include "omp.h"
144  #endif  #endif
145    
146  extern Ecosystem* EcoSystem;  extern Ecosystem* EcoSystem;
147  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
148  extern Ecosystem** EcoSystems;  extern Ecosystem** EcoSystems;
149  #endif  #endif
150    
# Line 178  Line 178 
178  }  }
179    
180  /* given a point, look for a better one nearby, one coord at a time */  /* given a point, look for a better one nearby, one coord at a time */
181  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
182  /*  /*
183   * function bestBeraby parallelized with OpenMP   * function bestBeraby parallelized with OpenMP
184   * · 2 threads per coord to parallelize the calculation of +delta/-delta   * · 2 threads per coord to parallelize the calculation of +delta/-delta
185   * · parallelize the calculation of the best nearby of the coord   * · parallelize the calculation of the best nearby of the coord
186   */   */
187  double OptInfoHooke::bestNearbyOMP(DoubleVector& delta, DoubleVector& point, double prevbest, IntVector& param) {  double OptInfoHooke::bestNearbyRepro(DoubleVector& delta, DoubleVector& point, double prevbest, IntVector& param) {
188    double minf;//, ftmp;    double minf;//, ftmp;
189    int i, j, k;    int i, j, k;
190    DoubleVector z(point);    DoubleVector z(point);
# Line 209  Line 209 
209            return -1;            return -1;
210    }    }
211    
212    //  omp_set_dynamic(0);
213    //  omp_set_nested(1); //permit the nested parallelization
214    while ( i < nvars) {    while ( i < nvars) {
215            if ((i + paral_tokens -1) >= nvars)            if ((i + paral_tokens -1) >= nvars)
216                    paral_tokens = nvars - i;                    paral_tokens = nvars - i;
217            omp_set_dynamic(0);  #pragma omp parallel for num_threads(paral_tokens*2) private(k) //parallelize the parameters (numThr)
218            omp_set_nested(1); //permit the nested parallelization            for (j = 0; j < (paral_tokens*2); ++j) {
 #pragma omp parallel for num_threads(paral_tokens) private(k) //parallelize the parameters (numThr/2)  
           for (j = 0; j < paral_tokens; ++j) {  
219                    storage[j].z = z;                    storage[j].z = z;
220                    storage[j].delta = delta;                    storage[j].delta = delta;
221                    DoubleVector v1(z);                    DoubleVector v(z);
                   DoubleVector v2(z);  
                   k = param[i+j];  
                   v1[k] +=  delta[k];  
                   v2[k] -=  delta[k];  
222    
223  #pragma omp parallel sections num_threads(2) //parrallelize the +/- delta simulation for each parameter                    if (j<paral_tokens) {
224                    {                            k = param[i+j];
225          #pragma omp section                            v[k] +=  delta[k];
                           {  
                   storage[j].ftmp = EcoSystems[j]->SimulateAndUpdate(v1);  
                           }  
         #pragma omp section  
                           {  
                   storage[j+paral_tokens].ftmp = EcoSystems[j+paral_tokens]->SimulateAndUpdate(v2);  
226                            }                            }
227                      else {
228                              k = param[i+j-paral_tokens];
229                              v[k] -=  delta[k];
230                    }                    }
231    
232                      storage[j].ftmp = EcoSystems[j]->SimulateAndUpdate(v);
233                      storage[j].z[k] = v[k];
234              }
235              for (j = 0; j < paral_tokens; ++j) {
236                      k = param[i+j];
237                    if (storage[j].ftmp < minf) {                    if (storage[j].ftmp < minf) {
238                            storage[j].iters = 1;                            storage[j].iters = 1;
239                            storage[j].z[k] = v1[k];  //                        storage[j].z[k] = v1[k];
240                    } else {                    } else {
241                            storage[j].iters = 2;                            storage[j].iters = 2;
242                            storage[j].delta[k] = 0.0 - delta[k];                            storage[j].delta[k] = 0.0 - delta[k];
243                            if (storage[j+paral_tokens].ftmp < minf) {                            if (storage[j+paral_tokens].ftmp < minf) {
244                                    storage[j].ftmp = storage[j+paral_tokens].ftmp;                                    storage[j].ftmp = storage[j+paral_tokens].ftmp;
245                                    storage[j].z[k] = v2[k];                                    storage[j].z[k] = storage[j+paral_tokens].z[k];;
246                            }                            }
247                    }                    }
248            }            }
# Line 260  Line 258 
258                    }                    }
259            }            }
260    }    }
261      delete[] storage;
262    for (i = 0; i < nvars; ++i)    for (i = 0; i < nvars; ++i)
263      point[i] = z[i];      point[i] = z[i];
264    return minf;    return minf;
# Line 289  Line 287 
287    IntVector trapped(nvars, 0);    IntVector trapped(nvars, 0);
288    
289    EcoSystem->scaleVariables();    EcoSystem->scaleVariables();
290  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
291    int numThr = omp_get_max_threads ( );    int numThr = omp_get_max_threads ( );
292    for (i = 0; i < numThr; i++) // scale the variables for the ecosystem of every thread    for (i = 0; i < numThr; i++) // scale the variables for the ecosystem of every thread
293            EcoSystems[i]->scaleVariables();            EcoSystems[i]->scaleVariables();
# Line 334  Line 332 
332    
333    while (1) {    while (1) {
334      if (isZero(bestf)) {      if (isZero(bestf)) {
335  #ifdef NO_OPENMP  #ifndef _OPENMP
336        iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;        iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
337  #endif  #endif
338        handle.logMessage(LOGINFO, "Error in Hooke & Jeeves optimisation after", iters, "function evaluations, f(x) = 0");        handle.logMessage(LOGINFO, "Error in Hooke & Jeeves optimisation after", iters, "function evaluations, f(x) = 0");
# Line 359  Line 357 
357      /* find best new point, one coord at a time */      /* find best new point, one coord at a time */
358      for (i = 0; i < nvars; i++)      for (i = 0; i < nvars; i++)
359        trialx[i] = x[i];        trialx[i] = x[i];
360  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
361      newf = this->bestNearbyOMP(delta, trialx, bestf, param);      newf = this->bestNearbyRepro(delta, trialx, bestf, param);
362      if (newf == -1) {      if (newf == -1) {
363          handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");          handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");
364          handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");          handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");
# Line 371  Line 369 
369  #endif  #endif
370      /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */      /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */
371    
372  #ifdef NO_OPENMP  #ifndef _OPENMP
373      iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;      iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
374  #endif  #endif
375      if (iters > hookeiter) {      if (iters > hookeiter) {
# Line 441  Line 439 
439        /* only move forward if this is really an improvement    */        /* only move forward if this is really an improvement    */
440        oldf = newf;        oldf = newf;
441        newf = EcoSystem->SimulateAndUpdate(trialx);        newf = EcoSystem->SimulateAndUpdate(trialx);
442  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
443        iters++;        iters++;
444  #endif  #endif
445        if ((isEqual(newf, oldf)) || (newf > oldf)) {        if ((isEqual(newf, oldf)) || (newf > oldf)) {
# Line 454  Line 452 
452        for (i = 0; i < nvars; i++)        for (i = 0; i < nvars; i++)
453          x[i] = trialx[i];          x[i] = trialx[i];
454    
455  #ifndef NO_OPENMP  #ifdef _OPENMP
456        newf = this->bestNearbyOMP(delta, trialx, bestf, param);        newf = this->bestNearbyRepro(delta, trialx, bestf, param);
457        if (newf == -1) {        if (newf == -1) {
458                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");
459                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");
# Line 468  Line 466 
466          break;          break;
467    
468        /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */        /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */
469  #ifdef NO_OPENMP  #ifndef _OPENMP
470        iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;        iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
471  #endif  #endif
472        if (iters > hookeiter) {        if (iters > hookeiter) {
# Line 485  Line 483 
483          EcoSystem->storeVariables(score, bestx);          EcoSystem->storeVariables(score, bestx);
484          return;          return;
485        }        }
486      }      } // while (newf < bestf)
487    
488  #ifdef NO_OPENMP  #ifndef _OPENMP
489      iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;      iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
490  #endif  #endif
491      if (newf < bestf) {      if (newf < bestf) {
# Line 524  Line 522 
522  }  }
523    
524  /* Functions to perform the parallelization of the algorithm of HJ with OpenMP*/  /* Functions to perform the parallelization of the algorithm of HJ with OpenMP*/
525  #ifdef GADGET_OPENMP  #ifdef SPECULATIVE
526  double OptInfoHooke::bestNearbyOMP2(DoubleVector& delta, DoubleVector& point, double prevbest, IntVector& param) {  double OptInfoHooke::bestNearbySpec(DoubleVector& delta, DoubleVector& point, double prevbest, IntVector& param) {
527    double minf;    double minf;
528    int i, j, k, ii;    int i, j, k, ii;
529    DoubleVector z(point);    DoubleVector z(point);
# Line 549  Line 547 
547            return -1;            return -1;
548    }    }
549    
550    //  omp_set_dynamic(0);
551    //  omp_set_nested(1); //permit the nested parallelization
552    for (ii=0; ii< paral_tokens; ii++) {    for (ii=0; ii< paral_tokens; ii++) {
553            i = 0;            i = 0;
554            while ( i < nvars) {            while ( i < nvars) {
555                    if ((i + paral_tokens -1) >= nvars)                    if ((i + paral_tokens -1) >= nvars)
556                            paral_tokens = nvars - i;                            paral_tokens = nvars - i;
557                    omp_set_dynamic(0);          #pragma omp parallel for num_threads(paral_tokens*2) private(k)
558                    omp_set_nested(1);                    for (j = 0; j < (paral_tokens*2); ++j) {
         #pragma omp parallel for num_threads(paral_tokens) private(k)  
                   for (j = 0; j < paral_tokens; ++j) {  
559                            storage[j].z = z;                            storage[j].z = z;
560                            storage[j].delta = delta;                            storage[j].delta = delta;
561                            DoubleVector v1(z);                            DoubleVector v(z);
                           DoubleVector v2(z);  
                           k = param[i+j];  
                           v1[k] +=  delta[k];  
                           v2[k] -=  delta[k];  
562    
563  #pragma omp parallel sections num_threads(2)                            if (j<paral_tokens) {
564                            {                                    k = param[i+j];
565            #pragma omp section                                    v[k] +=  delta[k];
566                                    {                            }
567                            storage[j].ftmp = EcoSystems[j]->SimulateAndUpdate(v1);                            else {
568                                    }                                    k = param[i+j-paral_tokens];
569            #pragma omp section                                    v[k] -=  delta[k];
                                   {  
                           storage[j+paral_tokens].ftmp = EcoSystems[j+paral_tokens]->SimulateAndUpdate(v2);  
570                                    }                                    }
571    
572                              storage[j].ftmp = EcoSystems[j]->SimulateAndUpdate(v);
573                              storage[j].z[k] = v[k];
574                            }                            }
575    
576                      for (j = 0; j < paral_tokens; ++j) {
577                              k = param[i+j];
578                            if (storage[j].ftmp < minf) {                            if (storage[j].ftmp < minf) {
579                                    storage[j].iters = 1;                                    storage[j].iters = 1;
580                                    storage[j].z[k] = v1[k];  //                                storage[j].z[k] = v1[k];
581                            } else {                            } else {
582                                    storage[j].iters = 2;                                    storage[j].iters = 2;
583                                    storage[j].delta[k] = 0.0 - delta[k];                                    storage[j].delta[k] = 0.0 - delta[k];
584                                    if (storage[j+paral_tokens].ftmp < minf) {                                    if (storage[j+paral_tokens].ftmp < minf) {
585                                            storage[j].ftmp = storage[j+paral_tokens].ftmp;                                            storage[j].ftmp = storage[j+paral_tokens].ftmp;
586                                            storage[j].z[k] = v2[k];                                            storage[j].z[k] = storage[j+paral_tokens].z[k];
587                                    }                                    }
588                                    else iters += 2;                                    else iters += 2;
589                            }                            }
# Line 605  Line 603 
603    
604                    i += paral_tokens;                    i += paral_tokens;
605            }            }
606              paral_tokens = numThr / 2;
607          }          }
608    
609    delete[] storage;    delete[] storage;
# Line 678  Line 677 
677    
678             while (1) {             while (1) {
679               if (isZero(bestf)) {               if (isZero(bestf)) {
680           #ifdef NO_OPENMP           #ifndef _OPENMP
681                 iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;                 iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
682           #endif           #endif
683                 handle.logMessage(LOGINFO, "Error in Hooke & Jeeves optimisation after", iters, "function evaluations, f(x) = 0");                 handle.logMessage(LOGINFO, "Error in Hooke & Jeeves optimisation after", iters, "function evaluations, f(x) = 0");
# Line 703  Line 702 
702               /* find best new point, one coord at a time */               /* find best new point, one coord at a time */
703               for (i = 0; i < nvars; i++)               for (i = 0; i < nvars; i++)
704                 trialx[i] = x[i];                 trialx[i] = x[i];
705           #ifndef NO_OPENMP           #ifdef _OPENMP
706               newf = this->bestNearbyOMP2(delta, trialx, bestf, param);               newf = this->bestNearbySpec(delta, trialx, bestf, param);
707               if (newf == -1) {               if (newf == -1) {
708                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");
709                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");                  handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");
# Line 715  Line 714 
714           #endif           #endif
715               /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */               /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */
716    
717           #ifdef NO_OPENMP           #ifndef _OPENMP
718               iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;               iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
719           #endif           #endif
720               if (iters > hookeiter) {               if (iters > hookeiter) {
# Line 785  Line 784 
784                 /* only move forward if this is really an improvement    */                 /* only move forward if this is really an improvement    */
785                 oldf = newf;                 oldf = newf;
786                 newf = EcoSystem->SimulateAndUpdate(trialx);                 newf = EcoSystem->SimulateAndUpdate(trialx);
787           #ifndef NO_OPENMP           #ifdef _OPENMP
788                 iters++;                 iters++;
789           #endif           #endif
790                 if ((isEqual(newf, oldf)) || (newf > oldf)) {                 if ((isEqual(newf, oldf)) || (newf > oldf)) {
# Line 798  Line 797 
797                 for (i = 0; i < nvars; i++)                 for (i = 0; i < nvars; i++)
798                   x[i] = trialx[i];                   x[i] = trialx[i];
799    
800           #ifndef NO_OPENMP           #ifdef _OPENMP
801                 newf = this->bestNearbyOMP2(delta, trialx, bestf, param);                 newf = this->bestNearbySpec(delta, trialx, bestf, param);
802                 if (newf == -1) {                 if (newf == -1) {
803                          handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");                          handle.logMessage(LOGINFO, "\nStopping Hooke & Jeeves optimisation algorithm\n");
804                          handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");                          handle.logMessage(LOGINFO, "\nThe number of threads must be a multiple of 2\n");
# Line 812  Line 811 
811                   break;                   break;
812    
813                 /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */                 /* if too many function evaluations occur, terminate the algorithm */
814           #ifdef NO_OPENMP           #ifndef _OPENMP
815                 iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;                 iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
816           #endif           #endif
817                 if (iters > hookeiter) {                 if (iters > hookeiter) {
# Line 831  Line 830 
830                 }                 }
831               }               }
832    
833           #ifdef NO_OPENMP           #ifndef _OPENMP
834               iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;               iters = EcoSystem->getFuncEval() - offset;
835           #endif           #endif
836               if (newf < bestf) {               if (newf < bestf) {
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