Programowanie w systemie UNIX/CPU

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

CPU[edytuj]

Epiphany[edytuj]

Technologia Epiphany[1] i przykładowy program z użyciem OpenCl[2]

Koprocesor Xeon Phi[edytuj]

Wstęp do programowania procesorów Xeon i koprocesora Xeon Phi [3]


OpenMP[edytuj]

Obraz i kod z użyciem OpenMP

testy wstępne[edytuj]

wersja[edytuj]

  • openmp_version : "integer parameter openmp_version with a value yyyymm where yyyy and mm are 19 the year and month designations of the version of the OpenMP API that the implementation supports"
  • OMP_DISPLAY_ENV


# bash
export  OMP_DISPLAY_ENV="TRUE"


Wywołanie programu korzystajaćego z OpenMP spowoduje wyświetlenie dodatkowego komunikatu: 

OPENMP DISPLAY ENVIRONMENT BEGIN
  _OPENMP = '201511'
  OMP_DYNAMIC = 'FALSE'
  OMP_NESTED = 'FALSE'
  OMP_NUM_THREADS = '8'
  OMP_SCHEDULE = 'DYNAMIC'
  OMP_PROC_BIND = 'FALSE'
  OMP_PLACES = ''
  OMP_STACKSIZE = '0'
  OMP_WAIT_POLICY = 'PASSIVE'
  OMP_THREAD_LIMIT = '4294967295'
  OMP_MAX_ACTIVE_LEVELS = '2147483647'
  OMP_CANCELLATION = 'FALSE'
  OMP_DEFAULT_DEVICE = '0'
  OMP_MAX_TASK_PRIORITY = '0'
OPENMP DISPLAY ENVIRONMENT END


procesor[edytuj]

Sprawdzamy ile rdzeni (wątków) ma procesor:[4] 

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

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

kompilator[edytuj]

W konsoli sprawdzamy wersję:[5] 

 gcc --version ## get compiler version

lub [6] 

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

przykładowy wynik: 

 #define _OPENMP 201307

biblioteki[edytuj]

Biblioteki:

  • libgomp (GNU Offloading and Multi Processing Runtime Library)[7]

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[edytuj]

Nie instalujemy biblioteki, ponieważ OpenMP jest to opcja kompilatora[8]

ale: 

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

użycie[edytuj]

Użycie OpenMP[9][10] 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[11]

Ta niewielka ingerencja w istniejący kod[12] pozwala na przyspieszenie wykonywania n-razy (n jest liczbą możliwych wątków = liczba rdzeni * liczba wątków_na_rdzeń).

Przykłady[edytuj]

Hello world![edytuj]

/*
export  OMP_DISPLAY_ENV="TRUE"
gcc.c.c -fopenmp -Wall
./a.out

*/

#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());


}

Zagnieżdzone pętle ( ang. nested loops)[edytuj]

/*
 C program that uses nested for loops
 gcc o.c -Wall -fopenmp
 ./a.out
 
 
 i = 10000 	 xMax*yMax = 10000

 
 i = 444514 = 0.444514 *xMax*yMax 	 where xMax*yMax = 1000000 // no reduction
i = 437097 = 0.437097*(xMax*yMax) 	 where xMax*yMax = 1000000


 i = 1000000 = 1.000000*(xMax*yMax) 	 where xMax*yMax = 1000000 // reduction

*/ 


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <omp.h>		// OpenMP


int i= 0; 

int main()
{

	int x;
	int xMax = 1000;
	int y;
	int yMax = 1000;
	int all = xMax*yMax;
	
	
	
	

	#pragma omp parallel for collapse(2) schedule(dynamic) reduction(+:i)
	for (x = 0; x < xMax; x++) {

		for (y = 0; y < yMax; y++)
			{i++;}
		}

	printf("i = %d = %f*(xMax*yMax) \t where xMax*yMax = %d\n", i, (double)i/all,  all);
	return 0;
}

Wypełnianie tablicy[edytuj]

// 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;
}

zbiór Mandelbrota[edytuj]

Błędy[edytuj]

Najczęstsze błędy[13][14]

Poradniki[edytuj]

Źródła[edytuj]

  1. ↑ Technologia Epiphany - superkomputer dla każdego
  2. ↑ Mandelbrot set using OpenCL on Epiphany
  3. ↑ Tutorial: Parallel programming for Xeon and Phi at goparallel
  4. ↑ OpenMP in 30 Minutes By Joe Landman
  5. ↑ gcc wiki: openmp
  6. ↑ stackoverflow question how-to-check-the-version-of-openmp-on-linux
  7. ↑ libgomp
  8. ↑ askubuntu question how-can-i-install-openmp-in-ubuntu
  9. ↑ OpenMP w wikipedii
  10. ↑ OpenMP in 30 Minutes By Joe Landman
  11. ↑ OpenMP - kompilatory
  12. ↑ Kurs openMP - Paweł Przybyłowicz - asystent na Wydziale Matematyki Stosowanej AGH.
  13. ↑ 32 OpenMP Traps For C++ Developers 20.11.2009 by Alexey Kolosov, Andrey Karpov, Evgeniy Ryzhkov
  14. ↑ Common Mistakes in OpenMP and How To Avoid Them A Collection of Best Practices by Michael Suß and Claudia Leopold
Źródło: „https://pl.wikibooks.org/w/index.php?title=Programowanie_w_systemie_UNIX/CPU&oldid=405556”