OpenMP je soustava direktiv pro překladač a knihovních procedur pro paralelní programování. Jedná se o standard pro programování počítačů se sdílenou pamětí. OpenMP usnadňuje vytváření vícevláknových programů v programovacích jazycích Fortran, C a C++.
První OpenMP standard pro FORTRAN 1.0 byl publikován v roce 1997. Rok poté byl uvolněn standard pro C/C++. Standard verze 2.0 byl uvolněn pro FORTRAN v roce 2000 a pro C/C++ v roce 2002, verze 3.0 v roce 2008, verze 4.0 v roce 2013, verze 4.5 v roce 2015, verze 5.0 pro C/C++ a FORTRAN potom v roce 2018. Aktuální je verze 5.1 pro C/C++ a FORTRAN, která byla uvolněna 13. listopadu 2020.
Programovací model OpenMP Hlavní vlákno (master thread) vytváří podle potřeby skupinu podvláken. Paralelizace programu se pak provádí postupně s ohledem na výkon aplikace, tj. sekvenční program je postupně (podle možností) paralelizován.
střed
OpenMP schéma řešení střed
Programování v OpenMP OpenMP se spouští pomocí tzv. direktiv. K vytvoření skupiny vláken použijeme direktivu pragma: #pragma omp parallel { ... // každé vlákno vykonává příkazy tohoto bloku }
K rozdělení práce cyklu mezi vlákna použijeme: #pragma omp parallel for for (i=0; i<N; i++) { ... // každé vlákno vykoná část iterací }
Klauzule modifikují direktivy:
Private(list) – pro určené proměnné se vytváří jejich kopie v každém vláknu Reduction(op:list) – kombinuje (podle určené operace) lokálně spočítané hodnoty do privátní hodnoty uvedené v seznamu
Program hello.f90 v jazyce Fortran 90 program hello use omp_lib implicit none integer: nthr, myth !$omp parallel private(myth) !$omp single nthr=omp_get_num_threads() ! OpenMP funkce (interface omp_lib, určí počet vláken a jeho index) !$omp end single myth=omp_get_thread_num() write(6,*) 'Hello from',myth, & ! myth je lokální ve vlákně private, nthr je globální v procesu share & 'of',nthr !$omp end parallel end program hello
Tučně vyznačený kód provádějí všechna vlákna. Program zkompilujeme a použijeme přitom přepínač -openmp, který aktivuje OpenMP direktivy generující kód vláken:
ifort -openmp -o hello hello.f90
Zkompilovaný program spustíme. Všimněte si, že jednotlivé výstupy jsou v náhodném pořadí, protože pořadí není pro vlákna definováno:
export OMP_NUM_THREADS=4 // Definujeme počet použitých vláken v prostředí OpenMP ./hello Hello from 0 of 4 Hello from 2 of 4 Hello from 3 of 4 Hello from 1 of 4
Kompilace pro sériový běh vyžaduje knihovnu openmp_stubs:
ifort -openmp_stubs -o hello hello.f90 -lpthread
Odkazy
Reference
Externí odkazy
The official site for OpenMP cOMPunity Community of OpenMP Users, Researchers, Tool Developers and Providers TotalView A debugger for OpenMP programs Intel® Threading Tools – Intel®Thread Checker, Intel® Thread Profiler Dynamic Performance Monitor for OpenMP Parawiki page for OpenMP PC Cluster Consortium
Kategorie:Programové knihovny Kategorie:Rozhraní pro programování aplikací