Programowanie w systemie UNIX/CPU

Epiphany

Technologia Epiphany i przykładowy program z użyciem OpenCl

Koprocesor Xeon Phi

Wstęp do programowania procesorów Xeon i koprocesora Xeon Phi

OpenMP

Obraz i kod z użyciem OpenMP

testy wstępne

procesor

Sprawdzamy ile rdzeni (wątków) ma procesor:

grep 'processor.*:' /proc/cpuinfo | wc -l 

Im więcej tym lepiej. Jeśli 1 to nie ma potrzeby używania OpenMP.

kompilator

W konsoli sprawdzamy wersję:

 gcc --version ## get compiler version

lub

 echo |cpp -fopenmp -dM |grep -i open

przykładowy wynik:

 #define _OPENMP 201307

biblioteki

Biblioteki:

• libgomp (GNU Offloading and Multi Processing Runtime Library)

Wyszukujemy pakiety (uwaga na openmpi - to inna biblioteka)

 sudo apt-cache search openmp

Stan biblioteki:

  dpkg --status libgomp1

wyniki:

Package: libgomp1
Status: install ok installed
Priority: optional
Section: libs
Installed-Size: 156
Maintainer: Ubuntu Core developers <ubuntu-devel-discuss@lists.ubuntu.com>
Architecture: amd64
Multi-Arch: same
Source: gcc-5
Version: 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4
Depends: gcc-5-base (= 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4), libc6 (>= 2.17)
Breaks: gcc-4.3 (<< 4.3.6-1), gcc-4.4 (<< 4.4.6-4), gcc-4.5 (<< 4.5.3-2)
Description: GCC OpenMP (GOMP) support library
 GOMP is an implementation of OpenMP for the C, C++, and Fortran compilers
 in the GNU Compiler Collection.
Homepage: http://gcc.gnu.org/
Original-Maintainer: Debian GCC Maintainers <debian-gcc@lists.debian.org>

lub:

  ldconfig -p | grep gomp

przykładowy wynik:

 libgomp.so.1 (libc6,x86-64) => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgomp.so.1

Instalacja

Nie instalujemy biblioteki, ponieważ OpenMP jest to opcja kompilatora

ale:

 apt-get install libgomp1
 sudo apt-get install gcc-multilib

użycie

Użycie OpenMP polega na dodaniu do istniejącego kodu (tu przykład z kodem w C):

• dyrektywy preprocesora: #include <omp.h>
• Tworzenie wątków za pomocą dyrektywy: #pragma omp parallel
• kompilacji z dodaną opcję: -fopenmp

Ta niewielka ingerencja w istniejący kod pozwala na przyspieszenie wykonywania n-razy (n jest liczbą możliwych wątków = liczba rdzeni * liczba wątków_na_rdzeń).

Przykłady

Pierwszy program

#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());


}

Drugi przykład

// fill array using symmetry of image 
// uses global var :  ...
int FillArraySymmetric(unsigned char data[] )
{
   
 unsigned char Color; // gray from 0 to 255 

printf("axis of symmetry \n"); 
iy = iyAxisOfSymmetry; 
#pragma omp parallel for schedule(dynamic) private(ix,Color) shared(ixMin,ixMax, iyAxisOfSymmetry)
for(ix=ixMin;ix<=ixMax;++ix) PlotPoint(ix, iy, GiveColor(ix, iy)); 


/*
The use of ‘shared(variable, variable2) specifies that these variables should be shared among all the threads.
The use of ‘private(variable, variable2)’ specifies that these variables should have a seperate instance in each thread.
*/

#pragma omp parallel for schedule(dynamic) private(iyAbove,ix,iy,Color) shared(iyAboveMin, iyAboveMax,ixMin,ixMax, iyAxisOfSymmetry)

// above and below axis 
for(iyAbove = iyAboveMin; iyAbove<=iyAboveMax; ++iyAbove) 
  {printf(" %d from %d\n", iyAbove, iyAboveMax); //info 
  for(ix=ixMin; ix<=ixMax; ++ix) 

  { // above axis compute color and save it to the array
    iy = iyAxisOfSymmetry + iyAbove;
    Color = GiveColor(ix, iy);
    PlotPoint(ix, iy, Color ); 
    // below the axis only copy Color the same as above without computing it 
    PlotPoint(ixMax-ix, iyAxisOfSymmetry - iyAbove , Color ); 
   } 
}  
 return 0;
}

Błędy

Najczęstsze błędy

Poradniki

• Guide into OpenMP: Easy multithreading programming for C++. By Joel Yliluoma
• Fractal - Mandelbrot Set using OpenGL C++ OpenMP video by Marek Bruchatý
• beej blog : parallel-programming-openmp