はじめてのOpenMP(4)

OpenMPの構文は以下のようになります。

#pragma omp 指示文名 [指示句[]...]

指示文

parallel 構文

• 並列実行の開始を指示し、複数のスレッドを生成する。

for 構文

• forループの繰り返しがスレッドに並列処理されることを指定する。

#pragma omp for [指示句[]...]
for(...)

• 使える指示句:private,firstprivate,lastprivate,reduction,schedule,collapse,ordered,no wait.
• 並列化できない例:ループ回数がわからない。ループインデックスが一定でない。breakする。

sections 構文

• 並列実行するブロックをそれぞれ定義する。

#pragma omp sections [指示句[]...]
{
    [#pragma omp section]
        処理ブロック
    [#pragma omp section]
        処理ブロック
    ...
}

• 使える指示句:private,firstprivate,lastprivate,reduction,nowait.
• section構文の最後にバリアがあるものとして処理される。

single 構文

• 関連づけられた構造化ブロックを1つのスレッドだけで実行する。

#pragma imp single [指示句[]...]
    処理ブロック

• 使える指示句:private,firstprivate,lastprivate,nowait.
• どのスレッドが実行するかは不明。

parallel for 構文

• 1つのループ構文だけで構成されるparallel構文を指定する

#pragma omp parallel for [指示句[]...]
    処理ブロック

• 使える指示句:nowait以外。
• parallel指示文とfor指示文を連続して使用しただけ。

parallel sections 構文

• 1つのsections構文だけから形成されるparallel構文を指定する。

#pragma omp parallel sections [指示句[]...]
{
    [#pragma omp section]
        処理ブロック
    [#pragma omp section]
        処理ブロック
    ...
}

• 使える指示句:nowait以外。
• parallel指示文とsections指示文を連続して使用しただけ。

master 構文

• マスタースレッドによて実行される構造化ブロックを指定する。

#pragma omp master
処理ブロック

critical 構文

• 一度に1つのスレッドだけが関連したブロックを実行するように制限する。

#pragma omp critical [(名前)]
    処理ブロック

• 他にcritical文がある場合、そのcritical文が実行されるまで待つ。

barrier 構文

• この構文が現れた位置に明示的なバリアを指定する。

#pragma omp barrier

• 並列リージョンを実行しているすべてのスレッドの動機をとる。

atomic 構文

• 特定の記憶域が、複数のスレッドによって同時に書き込まれないようにする。

#pragma omp atomic
    式

• 指定できる構文:x binop = expr,x++,++x,x--,--x

flush 構文

• 指定された変数をすべてのスレッドで同じメモりビューを持つようにする。

#pragma omp flush[(リスト)]

• ポインタをフラッシュすると、ポインタ自体がフラッシュされるので注意。

ordered 構文

• 並列処理されるforループ内のコードを順次実行する。

#pragma omp oerderd
    処理ブロック

threadprivate 構文

• リストに指定した項目が並列リージョンのスレッドに対してプライベート変数として扱われることを指定する。

#pragma omp threadprivate (リスト) 

• リストで指定する変数は、グローバル変数または静的変数でなければならない。

指示句

default 指示句

• 並列リージョン内で参照される変数のデータ共有属性を指定する。

#default(shared | none)

shared 指示句

• 並列リージョンで使用される変数を共有変数にすることを宣言する。

shared(リスト)

private 指示句

• 並列リージョンで使用される変数をプライベートへすうとすることを宣言する。

private(リスト)

• すべてのスレッドへ別々の記憶域が割り当てられ、変数の値は引き継がれない。

firstprivate 指示句

• 並列リージョンで使用される変数をプライベート宣言し、並列リージョンへ入る前の値で初期化する。

fisrtprivate(リスト)

lastprivate 指示句

• 並列リージョンで使用される変数をプライベート宣言し、最後の値をオリジナルへコピーする。

lastprivate(リスト)

reduction 指示句

• 1つの演算子とリストを指定する。

reduction(operator:リスト)

• 使える演算子、+,*,-,&,|,^,&&,||
• 初期値、0,1,0,~0,0,0,1,0

copyin 指示句

• マスタースレッドのthread privateに指定した変数の値を、並列リージョンへ入る前にプライベート変数にコピーする。

copyin(リスト)

copyprivate 指示句

• あるスレッドが取得した値を、他の全てのスレッドのプライベート変数に設定する。

copyprivate(リスト)

if 指示句

• ループを並列実行するか逐次実行するかを指定する。

if (式)

nowait 指示句

• 並列リージョンにある暗黙のバリアを無効にする。

nowait

num_threads 指示句

• 対応する並列ブロックのスレッド数を指定する。

num_threads(整数)

schedule 指示句

• ループをどのように分散するか指定する。

schedule(type[,size])

• typeで使用できる宣言:static,dynamic,guided,runtime
• size:割り当てたスレッドが連続で処理する反復回数を整数で指定する。

実行時ライブラリ

omp_get_num_procs

• 関数の呼び出し時点で使用できるプロセッサ数を返します。

int omp_get_num_procs(void);

omp_set_dynamic

• 後続の並列リージョンで使用できるスレッド数を、実行時に調整できるようにする。

void omp_set_dynamic(int dynamic_threads);

omp_get_dynamic

• 後続の並列リージョンで使用できるスレッド数を、実行時に調整できるか示す値を返す。

int omp_get_dynamic(void);

• スレッドの自動調整が有効である場合は、true、そう出なければ、falseを返します。

omp_set_num_threads

• 指定した値をOpenMP内部制御変数に設定し、num_threads指示句の指定されていないparallel指示文が生成するスレッド数に影響を与える。

void omp_set_num_threads(int num_threads);

omp_get_num_threads

• 並列リージョン内のスレッド数を返す。

int omp_get_num_threads(void);

omp_get_max_threads

• num_threads指示句のない並列リージョンで使用できるスレッド数の上限値を返す。

int omp_get_max_threads(void);

omp_get_thread_num

• この関数を呼び出したスレッドの、スレッド番号を返す。

int omp_get_thread_num(void);

omp_in_parallel

• 並列処理リージョン内から呼ばれた場合にtrue(0以外)を返す。それ以外はfalse(0)を返す。

int omp_in_parallel(void);

環境変数

OMP_SCHEDULE

• ランタイムスケジュールタイプとチャンクサイズを指定する。

OMP_NUM_THREADS

• 使用できるスレッド数を設定する。

OMP_DYNAMIC

• スレッド数の自動調整を有効または無効にする。

詳しい説明は以下の本を参照してください。

OpenMP入門―マルチコアCPU時代の並列プログラミング