1.OpenMP简介
OpenMP是一种用于共享内存并行系统的多线程程序设计方案,支持的编程语言包括C、C++和Fortran。OpenMP提供了对并行算法的高层抽象描述,特别适合在多核CPU机器上的并行程序设计。编译器根据程序中添加的pragma指令,自动将程序并行处理,使用OpenMP降低了并行编程的难度和复杂度。当编译器不支持OpenMP时,程序会退化成普通(串行)程序。程序中已有的OpenMP指令不会影响程序的正常编译运行。
OpenMP采用fork-join的执行模式。开始的时候只存在一个主线程,当需要进行并行计算的时候,派生出若干个分支线程来执行并行任务。当并行代码执行完成之后,分支线程会合,并把控制流程交给单独的主线程。
一个典型的fork-join执行模型的示意图如下:
2.开发测试环境
出于对ARM多核处理器的研究,使用OpenMP模型对一款8核CPU进行简单的测试。由于现在没有开发板实物,所以我就用QEMU模拟了一个8核contex-a72、内存512M的CPU,怎么使用QEMU模拟我会在下一篇文章中讲诉。
准备:
- Ubuntu18.04操作系统(不是虚拟机)
- 搭建好的QEMU环境
- 使用apt-get下载交叉编译器aarch64-linux-gnu-
3.编写OpenMP测试程序
OpenMP遍译制导指令以#pragma omp 开始,后边跟具体的功能指令,格式如:#pragma omp 指令[子句[,子句] …]。常用的功能指令如下:
- parallel:用在一个结构块之前,表示这段代码将被多个线程并行执行;
- for:用于for循环语句之前,表示将循环计算任务分配到多个线程中并行执行,以实现任务分担,必须由编程人员自己保证每次循环之间无数据相关性;
- parallel for:parallel和for指令的结合,也是用在for循环语句之前,表示for循环体的代码将被多个线程并行执行,它同时具有并行域的产生和任务分担两个功能;
- sections:用在可被并行执行的代码段之前,用于实现多个结构块语句的任务分担,可并行执行的代码段各自用section指令标出(注意区分sections和section);
- parallel sections:parallel和sections两个语句的结合,类似于parallel for;
- single:用在并行域内,表示一段只被单个线程执行的代码;
- critical:用在一段代码临界区之前,保证每次只有一个OpenMP线程进入;
- flush:保证各个OpenMP线程的数据影像的一致性;
- barrier:用于并行域内代码的线程同步,线程执行到barrier时要停下等待,直到所有线程都执行到barrier时才继续往下执行;
- atomic:用于指定一个数据操作需要原子性地完成;
- master:用于指定一段代码由主线程执行;
- threadprivate:用于指定一个或多个变量是线程专用,后面会解释线程专有和私有的区别。 还有一些经常用到的API函数
1.编写测试代码OpenMPTest.c
#include<stdio.h>
#include"omp.h"
void main()
{
#pragma omp parallel for num_threads(8)
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
printf("OpenMP Test, 线程编号为: %d\n", omp_get_thread_num());
}
return 0;
}
2.交叉编译OpenMPTest.c
aarch-linux-gnu-gcc OpenMPTest.c -o OpenMPTest
3.可执行文件OpenMPTest挂载到QEMU中Linux文件系统中
mount -o loop /home/xt/rootfs.ext3 /home/xt/tmpfs/
cp dhry.elf /home/xt/tmpfs/
umount /home/xt/tmpfs/
4.执行QEMU启动代码
qemu-system-aarch64 \
-machine virt \
-cpu cortex-a72 \
-nographic \
-m 512 \
-smp 8 \
-kernel /home/xt/linux-5.12.9/arch/arm64/boot/Image \
-initrd /home/xt/rootfs.ext3 \
-append "root=/dev/ram0 rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0"
执行结果如下图所示:
5.在模拟地ARM环境中执行已经挂载地可执行文件,./xxx
执行完成!!!!!!!!!!!!!!!!!!
参考
blog.csdn.net/u011808673/… www.pianshen.com/article/346… blog.csdn.net/Tronlong/ar…