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openmp.org

File metadata and controls

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OpenMP

1 Introdução

Segue o modelo SPMD – Single Program Multiple Data

  • Um único código executado com dados diferentes

Norma OpenMP

  • Implementações em memória compartilhada
  • Paralelismo de laços
    • Explícito, tipo fork-join
  • Especificação alto-nível (sobre threads)
  • Usa diretivas de compilação 
    #pragma omp ...

\pause Observações

  • Fácil obter o código sequencial
  • Suporte em C, C++, Fortran, …
  • OpenMP: __Compilador compatível + runtime__

2 Disponibilidade

Consórcio de fabricantes HW/SW

  • HP, IBM, Intel, SGI

Compiladores compatíveis

\pause Testar com um olá mundo \tiny

#include <omp.h>
#include <stdio.h>
int main() {
#pragma omp parallel
    printf("Hello from thread %d, nthreads %d\n",
            omp_get_thread_num(), omp_get_num_threads());
}

\pause Em um Debian

gcc -fopenmp hello.c

3 Paralelização em OpenMP

Identifique os laços custosos

double res[MAX];
for (i = 0; i < MAX; i++)
   calculo_pesado(&res[i]);

\pause Versão paralelizada com OpenMP

double res[MAX];
#pragma omp parallel for
for (i = 0; i < MAX; i++)
   calculo_pesado(&res[i]);

4 Comunicação entre fluxos de execução

Via memória compartilhada

  • Possibilidade de definir quais variáveis são compartilhadas

Necessidade de sincronizar os acessos

  • Implica em sobrecusto (escondido do programador)
  • \pause Bom projeto do algoritmo
    • Distribuição de dados
    • Volume de acessos remoto

5 Diretivas OpenMP (5 categorias)

Regiões paralelas

omp parallel

\pause Compartilhamento dos dados

omp shared, private

\pause Distribuição de trabalho

omp for

\pause Sincronizações

omp atomic, critical, barrier

\pause Funções para tempo de execução, variáveis de ambiente

omp_set_num_threads()
omp_set_lock(), ...
OMP_SCHEDULE, OMP_NUM_THREADS, ...

6 Regiões Paralelas

Criação de fluxos de execução

double A[10000];
#pragma omp parallel
{
   int th_id = omp_get_thread_num();
   calculo_pesado(th_id, A);
}

\pause Observações

  • Abertura de chaves sinaliza fork das threads
  • Fechamento de chaves indica join
  • Variável A é compartilhada

7 Compartilhamento dos dados

Variáveis compartilhadas

  • Estáticas
  • Globais

Variáveis privadas a cada fluxo

  • Locais a um bloco
  • Alocadas na pilha do fluxo paralelo
    • Exemplo: função chamada por uma seção paralela

8 Definir compartilhamento diferenciado

Existem cláusulas que dão liberdade ao programador

  • Permite especificar o que compartilhar

\pause Completam as diretivas

omp parallel
omp sections
omp for

\pause São elas

  • shared(var) – especifica que var é compartilhada
  • private(var) – especifica que var é privada
    • Cria-se uma cópia privada em cada fluxo
  • default(private), default(shared)