parallel-processing - 系统地并行化fortran 2008 `do concurrent`，可能与openmp并行

Question

fortran 2008 do concurrent构造是一个do循环，它告诉编译器没有迭代会影响其他任何迭代。因此，它可以安全地并行化。

一个有效的例子:

program main
  implicit none
  integer :: i
  integer, dimension(10) :: array
  do concurrent( i= 1: 10)
    array(i) = i
  end do
end program main

可以以任何顺序进行迭代的地方。您可以阅读有关它的更多信息 here。

据我所知，gfortran不会自动并行化这些 do concurrent循环，而我还记得有关此操作的gfortran-diffusion-list邮件( here)。它只是将它们转换为经典的 do循环。

我的问题:您知道一种系统地并行化 do concurrent循环的方法吗？例如，使用系统的openmp语法？

Answer 1

自动进行操作并非易事。 DO CONCURRENT构造具有forall header ，这意味着它可以接受多个循环，索引变量定义和掩码。基本上，您需要替换:

DO CONCURRENT([<type-spec> :: ]<forall-triplet-spec 1>, <forall-triplet-spec 2>, ...[, <scalar-mask-expression>])
  <block>
END DO

和:

[BLOCK
    <type-spec> :: <indexes>]

!$omp parallel do
DO <forall-triplet-spec 1>
  DO <forall-triplet-spec 2>
    ...
    [IF (<scalar-mask-expression>) THEN]
      <block>
    [END IF]
    ...
  END DO
END DO
!$omp end parallel do

[END BLOCK]

(方括号中的内容是可选的，具体取决于所有标题中相应部分的存在)

请注意，这不像使用 <iters 1>*<iters 2>*...独立迭代来并行化一个大循环那样有效。还要注意，forall-header允许一种类型规范，该规范允许在头内部定义循环索引，并且您将需要将整个内容包围在 DO CONCURRENT构造中以保留语义。您还需要检查scalar-mask-expr是否在forall header 的末尾存在，如果确实存在，还应该将该 BLOCK ... END BLOCK放在最里面的循环中。

如果在 IF ... END IF主体内仅具有数组分配，则还可以将其转换为 DO CONCURRENT并使用 FORALL OpenMP指令。这将比上面容易得多。

DO CONCURRENT <forall-header>
  <block>
END DO

会成为:

!$omp parallel workshare
FORALL <forall-header>
  <block>
END FORALL
!$omp end parallel workshare

鉴于以上所有内容，我能想到的唯一系统的方法是系统地遍历您的源代码，搜索 workshare并根据forall-header和循环主体的内容将其系统地替换为上述转换后的结构之一。

编辑:目前不鼓励使用OpenMP DO CONCURRENT指令。事实证明，至少Intel Fortran编译器和GCC对 workshare语句进行了序列化并在OpenMP FORALL指令内部进行了构造，方法是在编译过程中将它们与OpenMP workshare指令一起包围，这丝毫不会提高速度。其他编译器可能会以不同的方式实现它，但是如果要实现可移植的性能，最好避免使用它。