时间戳

首页 > 解决方案 > 如何优化 omp pragma 以在并行区域之间运行代码？

c - 如何优化 omp pragma 以在并行区域之间运行代码？

问题描述

我有这个需要用 OpenMP 优化的 C 代码，我无法编写原始代码，但这里有一个代理项：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#ifdef _OPENMP
#include <omp.h>
#endif

void Funct(double *vec, int len)
{
    int i;
    double tmp; 
    //Section 1
    #pragma omp parallel for
    for ( i = 0; i < len; i++ )    //Code that initialize vec, it simulates an initialization in the original code
        vec [ i ] = i; 

    //Section 2
    //This code must be run sequentially
    tmp = vec [ 0 ];
    vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
    vec [ len - 1 ] = tmp;

    tmp = vec [ 0 ];
    vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
    vec [ len - 1 ] = tmp; 
    //End of the sequential code 

    //Section 3
    #pragma omp parallel for
    for ( i = 0; i < len; i++ )    //Code to simulate loadwork on vec
    {
        vec [ i ] = pow(vec[i], 2 ); 
        vec [ i ] = sqrt ( vec [ i ] );
        vec [ i ] += 1;
        vec [ i ] = pow(vec[i], 2 ); 
        vec [ i ] = sqrt ( vec [ i ] );
        vec [ i ] -= 1;
    }

}

int main ()
{
    double *vec;
    int i;
    vec = (double *) malloc ( sizeof ( double ) * 5104 );  //Length of the vector in the original code

    for ( i = 0; i < 1000000; i++ )    //Iteration in the original code 
        Funct(vec, 5104 );

    for ( i = 0; i < 5; i++ )      // Access the array to avoid -O2 cancellations
    printf ("%.2f ", vec [ i * 1000 ] );
    return 0;
}

在 Funct 中，Section 1、2、3 必须依次执行；第 2 节是严格顺序的。

在原始代码中，我被迫在函数 Funct(...) 中使用并行化，因此，可悲的是，创建线程的成本乘以迭代次数，但这不是问题，因为它仍然允许当 for inside main 或 vec 长度出现时进行一些时间优化（如果您有建议，我很乐意倾听）。问题是“第 2 节”，我认为实际上它使 OMP 产生了障碍或等待，但这会减慢执行速度；如果我删除该部分，我会得到一个相当可接受的优化，尊重顺序代码；可悲的是我不能。我尝试过 omp single、omp critical 等，看看它是否会将代码分配给先前池的某些线程，但是没有，有没有办法提高性能？（就像彻底改变编译指示，不是问题）

（使用 gcc file.c -o file.out -lm -O2 -fopenmp 编译，在 Linux Lubuntu 下使用 time ./file.out 测试）

编辑1： 我想指出

tmp = vec [ 0 ];
vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
vec [ len - 1 ] = tmp;

tmp = vec [ 0 ];
vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
vec [ len - 1 ] = tmp;

只是我在方法中放入的随机代码，以明确必须按顺序运行（它执行两次相同的操作，它交换 vec [0] 和 vec [len - 1]，所以在执行结束时什么都没有真的发生了）；我本可以编写任何其他函数或代码；

例如我可以把

Foo1();
Foo2();
Foo3();

标签： cperformanceopenmp

解决方案

在平行部分的末端有一个隐含的障碍。改进代码的一种方法是将所有函数包含在一个#pragma omp parallel指令中，以便线程在开始时只产生一次，而不是在第 1 和第 3 部分产生两次。

在循环结束时，隐式屏障仍然存在omp for，但这仍然比产生新线程的开销要小。然后必须将第 2 节包含在一个omp single块中（这很可能是您所做的，因为您提到omp single没有更好的工作，但不是 100% 清楚）。

void Funct(double *vec, int len)
{
    // Create threads
    #pragma omp parallel
    {
        //Section 1
        #pragma omp for
        for (int i = 0; i < len; i++ ){
            //Code that initialize vec, it simulates an initialization in the original code
            vec [ i ] = i; 
        } // Implicit barrier here (end of omp for loop) 

        //Section 2
        //This code must be run sequentially
        // It will start only once the section 1 has been completed
        #pragma omp single
        {
            double tmp;

            tmp = vec [ 0 ];
            vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
            vec [ len - 1 ] = tmp;

            tmp = vec [ 0 ];
            vec [0 ] = vec [ len - 1 ];
            vec [ len - 1 ] = tmp;
        } // Implicit barrier here (end of omp single block) 
        //End of the sequential code 

        //Section 3
        #pragma omp for
        for ( i = 0; i < len; i++ )    //Code to simulate loadwork on vec
        {
            vec [ i ] = pow(vec[i], 2 ); 
            vec [ i ] = sqrt ( vec [ i ] );
            vec [ i ] += 1;
            vec [ i ] = pow(vec[i], 2 ); 
            vec [ i ] = sqrt ( vec [ i ] );
            vec [ i ] -= 1;
        } // Implicit barrier here end of for
    } // Implicit barrier here end of parallel + destroy threads
}

最好的办法是将omp parallel指令移动到main函数中，以便线程只产生一次。

推荐阅读