Перечень директив ОреnМР

3.2.1. Директива задания параллельно выполняемой секции:

С помощью опций этой директивы можно указать:

• — требуемое количество потоков п (пит threads (п));
• — условие, при котором параллельная область действительно создается (if (условие));
• — список общих переменных для всех потоков данной секции (shared (cnucoK переменных));
• — список переменных, которые будут локальными в каждом потоке секции (privatefcnucoK переменных)), причем их начальные значения не будут определены;
• — список переменных, которые будут локальными в каждом потоке секции (firstprivate (cnucoK переменных)), причем в качестве их начальных значений будут установлены значения одноименных переменных из главного потока;

— способ назначения класса памяти default (shared one) всем переменным потоков, которым класс не назначен явно с помощью опции shared (слово попе означает, что класс памяти всех локальных перемснных должен быть задан явно); в реализациях для языка Fortran могут назначаться классы private и firstprivate;

• — список переменных, объявленных директивой threadprivate (см. ниже), значения которых сохраняются в момент выхода из одной параллельной области и восстанавливаются в момент входа в другую;
• — оператор сведения и список общих переменных reductionfone-

ратор: список переменных); для каждой указанной в списке переменной создаются локальные копии в каждом потоке; локальные копии инициализируются соответственно типу оператора (для аддитивных операций ноль или его аналоги, для мультипликативных операций единица или сс аналоги); над всеми локальными копиями каждой переменной после завершения параллельной секции будет выполнен заданный оператор сведения, результаты будут занесены в одноименные общие переменные; в качестве оператора можно указывать: +, *, &, |,.

^Л, &&, ||.

3.2.2. Директива определения цикла, итерации которого нужно распределить между параллельно выполняемыми потоками:

С использованием опций директивы for можно указать:

— список переменных, которые будут локальными в каждом потоке секции (private (список переменных)), причем их начальные значения не будут определены;

список переменных, которые будут локальными в каждом потоке секции (Jirstprivate (cnucoK переменных)), причем в качестве их начальных значений будут установлены значения одноименных переменных из главного потока;

— список переменных главного потока (lastprivatefcnucoK переменных)), которым будут присвоены значения, полученные при выполнении последней итерации цикла;

оператор сведения и список общих переменных reduct ion (onepaтор: список переменных)', для каждой указанной в списке переменной создаются локальные копии в каждом потоке; локальные копии инициализируются соответственно типу оператора (для аддитивных операций — ноль или его аналоги, для мультипликативных операций — единица или её аналоги); над всеми локальными копиями каждой переменной после завершения параллельной секции будет выполнен заданный оператор сведения, результаты будут занесены в одноименные общие переменные; в качестве оператора можно указывать: +,.

*,&, |, &&, ||;

• — способ распределения итераций цикла между потоками параллельной секции (schedule (type[chunk])); параметр chunk этой опции определяет количество итераций на один поток (по умолчанию 1), параметр type указывает тип распределения и может иметь значения: static — статический, т. е. при компиляции, dynamic — динамический, т. е. при выполнении, guided — динамический с уменьшением количества итераций на поток от начального, определяемого автоматически, до заданного параметром chunk, auto — способ распределения выбирается компилятором или исполняющей системой, runtime — способ распределения задается специальной переменной окружения операционной системы;
• — возможность (опция ordered) появления в теле цикла директивы ordered, которая требует исполнения охваченного ею блока операторов точно в той же последовательности, какая реализуется в последовательной версии данного цикла;
• — отмену (nowait) неявной барьерной синхронизации потоков, достигших конца выполнения своей части итераций цикла (при отсутствии этой опции участок программы после цикла будет выполняться только тогда, когда все потоки выполнят все свои итерации);
• — глубину п вложенных друг в друга циклов (collapse (n)), пространство итераций которых подлежит распределению между параллельными потоками (доступно только в реализации 2.5 технологии ОрспМР);

Директивы parallel и for можно объединять в одну директиву, в которой можно указывать опции как директивы parallel, так и директивы.

for:

Upragma отр parallel for [опция₁ [, опция _2, …]]

3.2.3. Директива, указывающая на необходимость исполнения охватываемого ею участка кода (части тела цикла) в той последовательности, в которой он выполняется в чисто последовательном режиме.

3.2.4. Директива задания области нециклического параллелизма (участки структурного блока кода, которые могут выполняться параллельно, выделяются с помощью описываемой далее директивы section):

В качестве опций этой директивы можно указывать private, firstprivate, lastprivate, reduction и nowait, имеющие в точности такой же синтаксис и тот же смысл, что и у директивы for.

3.2.5. Директива определения участка нециклического кода для одного потока:

С помощью этой директивы внутри участка кода, охваченного директивой sections, выделяются отдельные фрагменты для исполнения параллельными потоками. Перед самым первым фрагментом участка нециклического кода директиву section можно не указывать.

3.2.6. Директива объявления списка локальных переменных потоков:

Эта директива позволяет сделать локальные копии для статических переменных языка C/C++ (и COMMON-блоков языка Фортран), которые по умолчанию являются общими.

3.2.7. Директива создания отдельной независимой задачи (начиная с версии 2.5 ОрепМР):

Текущий поток создает в качестве задачи ассоциированный с директивой блок операторов. Эта задача может выполняться немедленно после создания или быть отложенной на неопределённое время и выполняться по частям. Размер таких частей, а также порядок выполнения частей разных отложенных задач определяется реализацией ОрепМР.

Возможные опции:

• — if default, private, firstprivate и shared — имеют такой же синтаксис и смысл, как и в предыдущих директивах;
• — untied — означает, что в случае откладывания задача может быть продолжена любым потоком из числа выполняющих данную параллельную область; если данная опция не указана, то задача может быть продолжена только породившим сё потоком;
• 3.2.8. Директива ожидания потоком завершения всех независимых задач, запущенных именно из данного потока:

3.2.9. Директива, требующая исполнения охваченного ею участка кода в точности одним (любым) потоком:

Опции директивы позволяют указать:

списки переменных private и flrstprivate, имеющие такой же синтаксис и семантику, как в ранее описанных директивах;

список переменных (copyprivatefcnucoK переменных)), значения которых после выполнения структурного блока, заданного директивой single, будут занесены во все одноименные локальные переменные (private и flrstprivate), заданные для охватывающей параллельной секции; эта опция не может использоваться совместно с опцией nowait; переменные списка не должны быть перечислены в опциях private и flrstprivate данной директивы single;

отмену (nowait) неявной барьерной синхронизации потоков, достигших точки, следующей за блоком операторов, охваченным директивой single; при отсутствии этой опции такая синхронизация выполняется.

Директива, требующая исполнения охваченного ею участка кода главным потоком программы:

Этот структурный блок будет выполнен только главным потоком программы. Остальные потоки просто пропускают данный участок и продолжают работу с оператора, расположенного следом за ним. Неявной синхронизации данная директива не предполагает.

Применимость всех опций в различных директивах ОрепМР приведена в таблице.

3.2.11. Директива явной барьерной синхронизации:

Потоки, выполняющие текущую параллельную секцию, дойдя до этой директивы, останавливаются и ждут, пока все потоки не дойдут до этой точки программы, после чего разблокируются и продолжают работать дальше. Кроме того, для разблокировки необходимо, чтобы все синхронизируемые потоки завершили все порождённые ими задачи (директивы task и taskwait).

Применимость опций в директивах.

3.2.12. Директива, объявляющая критическую секцию — участок параллельной области программы, который единовременно может выполняться не более чем одним потоком:

Если критическая секция уже выполняется каким-либо потоком, то все остальные, выполнившие эту директиву для секции с данным именем, будут заблокированы, пока вошедший в секцию поток не закончит выполнение этого блока кода. Как только это произойдет, один из заблокированных потоков войдет в критическую секцию. Если на входе в критическую секцию стояло несколько потоков, то случайным образом выбирается один из них, а остальные заблокированные продолжают ожидание.

Все неименованные критические секции условно ассоциируются с одним и тем же именем. Все критические секции, имеющие одно и тоже имя, рассматриваются как одна секция, даже если находятся в разных параллельных областях. Побочные входы и выходы из критической секции запрещены.

3.2.13. Директива блокировки доступа к общей переменной из левой части оператора присваивания на время выполнения всех действий с этой переменной в данном операторе:

Атомарной (блокирующей выполнение остальных потоков) является только работа с переменной из левой части оператора присваивания, при этом вычисления в его правой части, использующие другие переменные, не обязаны быть атомарными.

3.2.13. Директива актуализации значений переменных потока:

Значения всех переменных (или переменных из списка, если он задан), временно хранящиеся в регистрах и кэш-памяти текущего потока, заносятся в основную память; следовательно, все изменения переменных, сделанные потоком во время работы, станут видимы остальным потокам; если какая-то информация хранится в буферах вывода, то буферы будут сброшены на внешние носители и т. п. Эти действия производятся только с данными выполнившего директиву потока, а данные, изменявшиеся другими потоками, нс затрагиваются. До полного завершения этих действий никакие другие операции с участвующими в директиве flush переменными не могут выполняться. Поэтому выполнение директивы flush без списка переменных может повлечь значительные накладные расходы. Если в данный момент нужна гарантия согласованного представления не всех, а лишь некоторых переменных, то именно их следует явно перечислить в директиве списком.

Переменные окружения, значения которых могут использоваться в параллельной программе:

OMPNUMTHREADS — количество потоков в новой параллельной области.

OMPNESTED — возможность создания вложенных параллельных областей.

OMP MAX ACTIVE LEVELS — максимальная глубина вложенности параллельных областей.

OMPDYNAMIC — возможность динамического определения количества потоков (имеет больший приоритет, чем OMPNUMTHREADS).

OMPTHREADLIMIT — максимальное количество потоков программы.

OMPSCHEDULE — способ распределения итераций цикла для значения runtime опции schedule директивы for.

OMP_STACKSIZE — размер стека каждого потока. OMPWAITPOLICY — выделять или нет кванты процессорного времени ждущим потокам.