[PDF] Travaux pratiques MPI Architectures parallèles M. Eleuldj

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Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Travaux pratiques

MPI •Présentation de MPI •Schéma général d'un programme MPI •Exécution d'un programme C quelques commandes Unix •Quelques fonctions MPI •Exemples de programmes •Communication •Calcul de •Gestion des groupes •Gestion des communicateurs •Projets de TP 1 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014 Présentation de MPI (Message Passing Interface) •Bibliothèque standard à inclure dans un programme C (#include "mpi.h") ou

Fortran (INCLUDE 'mpif.h')

•Ancêtre : PVM (Parallel Virtual Machine) en 1991 •Plusieurs implantations : MPI-1(1994), MPICH2(2000) et OpenMPI(2009) •Autres bibliothèques : OpenMP(2010),... •Souvent utilisée dans des architectures à mémoire distribuée •Modèle SPMD (Single Programme Multiple Data) •Le même programme est installé dans chaque processeur (ou machine) •Des instances multiples du programme traitent partiellement ou totalement les données •Chaque instance a un identificateur unique par rapport à un communicateur •L'instance exécute la partie du programme selon son identificateur •Référence : http://www.open-mpi.org,... 2 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Schéma général d'un programme MPI

rang identificateur du processus en cours par rapport à un communicateur si(rang = identificateur_spécifique) alors faire un traitement sinon faire un autre traitement 3 p0 p1 p2 p3 p4 p5 p6

Communicateur ACommunicateur B

Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Exécution d'un programme C

/* fichier hello.c*/ #include intmain() { printf("Hello World!"); return 0;

Compilation:

$gcchello.c(ougcc-o hello.exe hello.c)

Exécution:

$./a (ou/home/......./a.exe ou./hello)

Résultat:

$Hello World! 4 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Quelques commandes Unix

$pwd $ls -l $hostname $mpirun -n 1 hostname(ou mpiexec -np 1 hostname) $mpirun -n 7 hostname $mpirun hostname $mpirun -n 5 hello $mpirun -n 12 hello $mpirun -machinefile machine.txt -n 4 hostname 5 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Quelques fonctions MPI (1/2)

6 int MPI_Init(int *argc, char ***argv) intMPI_Finalize() intMPI_Comm_rank(MPI_Commcomm, int*rank) intMPI_Comm_size(MPI_Commcomm, int*size) intMPI_Send(constvoid*buf, intcount, MPI_Datatypedatatype, intdest, inttag, MPI_Commcomm) intMPI_Recv(void*buf, intcount, MPI_Datatypedatatype, intsource, inttag,

MPI_Commcomm, MPI_Status*status)

intMPI_Bcast(void*buffer, intcount, MPI_Datatypedatatype, introot,

MPI_Commcomm)

intMPI_Comm_group(MPI_Commcomm, MPI_Group*group) intMPI_Group_incl(MPI_Groupgroup, intn, const intranks[],

MPI_Group*newgroup)

intMPI_Comm_create(MPI_Commcomm, MPI_Groupgroup,

MPI_Comm*newcomm)

Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Quelques fonctions MPI (2/2)

7 intMPI_Reduce(void *sendbuf, void *recvbuf, intcount, MPI_Datatypedatatype, MPI_Opop, introot,MPI_Commcomm) IntMPI_Allreduce( void *sendbuf, void *recvbuf, intcount,

MPI_Datatypedatatype, MPI_Opop, MPI_Commcomm)

Opérations :

MPI_MAX : maximumMPI_MIN : minimum

MPI_SUM : sumMPI_PROD : product

MPI_LAND : logicaland MPI_BAND : bit-wiseand

MPI_LOR : logicalor MPI_BOR : bit-wiseor

MPI_LXOR: logicalxorMPI_BXOR : bit-wisexor

MPI_MAXLOC : max value + locationMPI_MINLOC : min value + location -mpi.org/doc/v1.8 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Exemples de programmes

•Exemple 1 : Communication entre processus •Exemple 2 : Calcul de •Exemple 3 : Gestion des groupes •Exemple 4 : Gestion des communicateurs •Exercices 8 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Algorithme de communication

p nombre total des processus rang identificateur du processus sialors envoyer(message,0) sinon poursource=1 à(p-1) faire recevoir(message,source)

écrire(message)

9 p0 p2p3p1 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Programme de communication (1/3)

/* programme helloMPI.c*/ #include #include #include"mpi.h" intmain(intargc, char* argv[]){ intmy_rank; /* rank of process */ intp; /* number of processes */ intsource; /* rank of sender */ intdest; /* rank of receiver */ inttag=0; /* tag for messages */ char message[100]; /* storage for message */ MPI_Statusstatus ; /* return status for receive */ 10 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Programme de communication (2/3)

/* startup MPI */

MPI_Init(&argc, &argv);

/* findout processrank*/

MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);

/* find out number of processes */

MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &p);

if (my_rank!=0){ /* createmessage */ sprintf(message, "Hello MPI World from process %d!", my_rank); dest= 0;/* use strlen+1 so that '\0' get transmitted */ MPI_Send(message, strlen(message)+1, MPI_CHAR,dest, tag,MPI_COMM_WORLD); 11 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Programme de communication (3/3)

else{ printf("Hello MPI World Fromprocess0: Numprocesses: %d\n",p); for (source = 1; source < p; source++) {

MPI_Recv(message, 100, MPI_CHAR, source, tag,

MPI_COMM_WORLD, &status);

printf("%s\n",message); /* shutdown MPI */

MPI_Finalize();

return 0; 12 Architectures parallèles, M. Eleuldj, Département Génie Informatique, EMI, octobre 2014

Exercice 1

a) Compilation $mpicc -o helloMPI.exe helloMPI.c -lm b) Exécution $mpirun -n 5 helloMPI.exe c) Création de helloMPIMod.c supprimer l'appel MPI_Send exécuter le programme

Que se passe-t-il ?

d) Création de course.c supprimer les appels MPI_Send supprimer la boucle lorsque my-rank=0 (processus p0) remplacer sprintf par printf (un affichage par processus) exécuter le programme à 2 reprises

Que se passe-t-il ?

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