openmp 循环并行化循环嵌套内部无法并行

 

10.3.1.3 显式并行化抑制因素

一般而言，如果您显式指导编译器对循环进行并行化，编译器就会执行。但也有例外情况－存在一些编译器不进行并行化的循环。

下面是可检测到的主要抑制因素，这些抑制因素可以防止对 DO 循环进行显式并行化：

• DO 循环嵌套在已并行化的另一 DO 循环内。

  该例外情况也适用于间接嵌套。如果显式并行化包含子例程调用的循环，那么，即使要求编译器并行化该子例程中的循环，这些循环在运行时也不会以并行方式运行。

• 流控制语句允许跳出 DO 循环。

• 循环的索引变量受副作用影响，例如被等价。

通过使用 -vpara 和 -loopinfo 进行编译，可以得到诊断消息，指出在显式并行化循环过程中编译器是否检测到问题。

下表列出了编译器检测到的典型并行化问题：

表 10–3 显式并行化问题

问题	已并行化	警告消息
循环嵌套在并行化了的另一循环内。	否	否
循环在并行化循环体内调用的某个子例程中。	否	否
流控制语句允许跳出循环。	否	是
循环的索引变量受副作用影响。	是	否
循环中的某变量具有循环携带依赖性。	是	是
在循环中使用 I/O 语句－通常是不明智的，因为输出顺序无法预料。	是	否

示例：嵌套循环：

      ...
!$OMP PARALLEL DO
      do 900 i = 1, 1000      !  Parallelized (outer loop)
        do 200 j = 1, 1000    !  Not parallelized, no warning
            ...
200   continue
900      continue
      ...

示例：子例程中已并行化的循环：

 program main
      ...
!$OMP PARALLEL DO
      do 100 i = 1, 200      <-parallelized
        ...
        call calc (a, x)
        ...
100      continue
      ...
subroutine calc ( b, y )
      ...
!$OMP PARALLEL DO
      do 1 m = 1, 1000       <-not parallelized
        ...
1      continue
      return
      end

在此例中，由于子例程本身是以并行方式运行的，所以子例程中的循环未被并行化。

示例：跳出循环：

!$omp parallel do
      do i = 1, 1000     ! <- Not parallelized, error issued
        ...
        if (a(i) .gt. min_threshold ) go to 20
        ...
      end do
20      continue
      ...

如果标记进行并行化的循环外有转跳，编译器会发出诊断错误。

示例：循环中的某个变量具有循环携带依赖性：

demo% cat vpfn.f
      real function fn (n,x,y,z)
      real y(*),x(*),z(*)
      s = 0.0
!$omp parallel do private(i,s) shared(x,y,z)
      do  i = 1, n
          x(i) = s
          s = y(i)*z(i)
      enddo
      fn=x(10)
      return
      end
demo% f95 -c -vpara -loopinfo -openmp -O4 vpfn.f
"vpfn.f", line 5: Warning: the loop may have parallelization inhibiting reference
"vpfn.f", line 5: PARALLELIZED, user pragma used

在此，循环被并行化，但在警告中诊断出可能的循环携带依赖性。但要注意，编译器并不能诊断出所有循环依赖性。

10.3.1.4 显式并行化时的 I/O

在下列情况下，可以在并行执行的循环中执行 I/O：

• 来自不同线程的输出相互交错（程序输出是非确定的），这一点并不重要。

• 可以确保并行执行循环的安全性。

示例：循环中有 I/O 语句

!$OMP PARALLEL DO PRIVATE(k)
      do i = 1, 10     !  Parallelized
        k = i
        call show ( k )
      end do
      end
      subroutine show( j )
      write(6,1) j
1      format(’Line number ’, i3, ’.’)
      end
demo% f95 -openmp t13.f
demo% setenv PARALLEL 4
demo% a.out

Line number 9.
Line number 4.
Line number 5.
Line number 6.
Line number 1.
Line number 2.
Line number 3.
Line number 7.
Line number 8.

但递归的 I/O，即 I/O 语句包含对本身执行 I/O 的函数的调用，将会造成运行时错误。