並列環境でサブルーチンを呼び出す

Question

私の問題は、説明した問題と関連しているか、または同一であると思います。hereしかし、私は実際に何が起こっているのか分かりません。

私のgfortranコンパイラでのOpenMPを使用していると私は実行する次のタスクを持っている：私は、x座標X及びy座標Y有する2次元表面上で濃度分布F(X, Y)を有します。行列Fは、サイズがNx x Nyです。

私は座標Xp(i)とYp(i)のセットを持っており、これらのポイントに密度Fを補間する必要があります。この問題は、並列化のために行われます。

!$OMP PARALLEL DO DEFAULT(SHARED) PRIVATE(i) 
    do i=1, Nmax 

     ! Some stuff to be done here 

     Fint(i) = interp2d(Xp(i), Yp(i), X, Y, F, Nx, Ny) 

     ! Some other stuff to be done here 

    end do 
!$OMP END PARALLEL DO 

iを除くすべてが共有されています。関数interp2dは、単純な線形補間を行っています。

これは1つのスレッドで正常に動作しますが、マルチスレッドでは失敗します。私はinterp2dによって呼び出されるNumerical Recipesから取られたhuntサブルーチンに問題を追跡しました。 huntサブルーチンは、基本的にのようなインデックスixを計算します。これは補間の開始点を得るために必要です。それをマルチスレッドで

は、1つのスレッドがXp(i)が、その時点までにも近接していないにも関わらず、まったく同じインデックスを取得し、次のhuntを呼び出しhuntから正しいインデックスixと糸を、取得することを、すべての今して起こります。

!$OMP PARALLEL DO DEFAULT(SHARED) PRIVATE(i) 
    do i=1, Nmax 

     ! Some stuff to be done here 

    !$OMP CRITICAL 
     Fint(i) = interp2d(Xp(i), Yp(i), X, Y, F, Nx, Ny) 
    !$OMP END CRITICAL 

     ! Some other stuff to be done here 

    end do 
!$OMP END PARALLEL DO 

をしかし、これは効率を低下させる：

私はCRITICAL環境を使用してこれを防ぐことができます。たとえば3つのスレッドを使用すると、CRITICAL環境では平均負荷が1.5になります。私は2.75の負荷平均を持っていませんが、間違った結果、時にはSIGSEGVランタイムエラーがあります。

ここでは正確に何が起こっていますか？すべてのスレッドが同じhunt -subroutineを呼び出しているように見えますが、同時に実行すると競合が発生します。それは理にかなっていますか？

どうすればこの問題を防ぐことができますか？

Answer 1

Fortran 90+で変数の宣言と初期化を組み合わせると、変数にSAVE属性を付けるという副作用があります。

integer, save :: i 

if (first_invocation) then 
    i = 0 
end if 

SAVE「D変数はルーチンの複数の呼び出しの間に、それらの値を保持し、従ってしばしば静的変数として実装される。

integer :: i = 0 

はほぼ同等です。 OpenMPの暗黙的なデータ共有クラスを管理するルールによって、threadprivateディレクティブにリストされていない限り、そのような変数は共有されます。

OpenMPは、基礎となる言語がFortran 77であっても、上記のセマンティクスを適用する必要があります。