[發(fā)明專利]一種針對(duì)隨機(jī)循環(huán)負(fù)載均衡的OpenMP靜態(tài)調(diào)度方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210968158.2
• 申請(qǐng)日: 2022-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN115344367A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏貴義;周詠清;張繼發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48;G06F9/50;G06F8/41;G06F8/30
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種針對(duì)隨機(jī)循環(huán)負(fù)載均衡的OpenMP靜態(tài)調(diào)度方法，其特征在于主要包含以下步驟

步驟1，在linux環(huán)境下進(jìn)行OMPi編譯器的配置；

步驟2，使用代碼隔離的方法，將計(jì)算程序中的隨機(jī)循環(huán)部分隔離出來，并在關(guān)鍵變量的前面添加volatile關(guān)鍵字；

步驟3，用迭代編譯的思想，在隨機(jī)循環(huán)的內(nèi)部插入節(jié)拍數(shù)計(jì)時(shí)函數(shù)，獲取每一個(gè)循環(huán)迭代內(nèi)的執(zhí)行時(shí)間，并用執(zhí)行時(shí)間來表征隨機(jī)循環(huán)所含有的負(fù)載；

在隨機(jī)循環(huán)預(yù)運(yùn)行記錄負(fù)載信息時(shí)，采用靜態(tài)調(diào)度的方式多線程運(yùn)行，自動(dòng)獲取目標(biāo)平臺(tái)的核心數(shù)目，并以最大核心數(shù)作為靜態(tài)調(diào)度的線程數(shù)，循環(huán)執(zhí)行完畢后輸出時(shí)間信息，即負(fù)載信息；

步驟4，根據(jù)獲取的負(fù)載信息和實(shí)際運(yùn)行的線程數(shù)目計(jì)算平均負(fù)載，即avg_load＝load/p，將循環(huán)迭代塊劃分成p個(gè)塊，每一個(gè)塊所含有的負(fù)載均等于平均負(fù)載avg_load；

求得隨機(jī)循環(huán)中每一次迭代的負(fù)載time(i)、總負(fù)載load以及平均負(fù)載avg_load；

步驟5，根據(jù)步驟4得到的每一次迭代的負(fù)載time(i)、總負(fù)載load以及平均負(fù)載avg_load，計(jì)算每一個(gè)線程分配到迭代塊的開始索引start(i)以及結(jié)束索引end(i)；

步驟6，根據(jù)步驟5得到的start(i)和end(i)，將迭代塊的開始迭代索引和結(jié)束迭代索引分別存放在指針*fiter和*liter中；

步驟7，更改OMPi編譯器中關(guān)于OpenMP調(diào)度的代碼，實(shí)現(xiàn)調(diào)度策略；

步驟8，經(jīng)過編譯器的編譯，原有的串行程序?qū)⒈痪幾g成基于pthreads線程庫的多線程程序，程序中并行的隨機(jī)循環(huán)在OpenMP中被定義成并行區(qū)；

在并行區(qū)中，循環(huán)迭代根據(jù)調(diào)度策略被劃分成若干份，然后分配給并行區(qū)中的所有線程；

當(dāng)線程執(zhí)行到并行區(qū)的末尾時(shí)，線程停止執(zhí)行并等待所有線程執(zhí)行完畢，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)隨機(jī)循環(huán)負(fù)載均衡的OpenMP靜態(tài)調(diào)度方法，其特征在于：在步驟2中，程序中的其它部分代碼在迭代編譯時(shí)不執(zhí)行，將程序簡(jiǎn)化成只含有隨機(jī)循環(huán)的輕量程序，在隨機(jī)循環(huán)執(zhí)行上只提供應(yīng)有的數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)隨機(jī)循環(huán)負(fù)載均衡的OpenMP靜態(tài)調(diào)度方法，其特征在于：在步驟3中，還包括使用OpenMP函數(shù)omp_get_max_threads()獲取目標(biāo)平臺(tái)核心數(shù)，并在隨機(jī)循環(huán)的上面添加OpenMP編譯指導(dǎo)語句“#pragma omp parallel for num_threads(H)”，其中H是獲取到的目標(biāo)平臺(tái)核心數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)隨機(jī)循環(huán)負(fù)載均衡的OpenMP靜態(tài)調(diào)度方法，其特征在于：在步驟7中所述更改OMPi編譯器中關(guān)于OpenMP調(diào)度的代碼，具體如下：

將編寫的帶有OpenMP指導(dǎo)語句的C代碼foo.c，經(jīng)過預(yù)處理器轉(zhuǎn)換成中間語言的形式foo.pc；

中間語言形式的代碼將被OMPi編譯器進(jìn)一步處理，主要是調(diào)用OMPi編譯器轉(zhuǎn)換函數(shù)，將其中帶有OpenMP指導(dǎo)語句的隨機(jī)循環(huán)轉(zhuǎn)換成基于pthreads等線程庫的C代碼foo_ompi.c；

繼續(xù)調(diào)用用戶指定的C編譯器，基于運(yùn)行時(shí)庫將其編譯成可執(zhí)行代碼。