在同一程序中使用OpenMP和MPI

我目前正在为我的并行编程类做一个作业,在这个作业中,我需要按顺序编写相同的程序,然后使用OpenMP进行并行化,然后使用MPI进行并行化。

在上下文中,任务是在随机字符矩阵中搜索回文。我已经有了大部分代码,我的问题是如何构建、编译和运行项目。

我可以创建三个独立的程序,并独立运行它们,但我希望将它们全部合并到同一个项目中,以便三个版本在同一初始矩阵上依次运行。这使我能够对每个版本进行计时,以比较它们。

我使用CMake作为构建工具。

我的医生。txt:

cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
project(<project-name> C)

set(CMAKE_C_STANDARD 23)

find_package(MPI REQUIRED)
include_directories(SYSTEM ${MPI_INCLUDE_PATH})

find_package(OpenMP REQUIRED)
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} ${OpenMP_C_FLAGS}")
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} ${OpenMP_EXE_LINKER_FLAGS}")

add_executable(<project-name> <source-files>)
target_link_libraries(<project-name> ${MPI_C_LIBRARIES})

我使用以下命令构建项目

mkdir build && cd build && cmake .. && make

我的主要职能是:

// All the header inclusions

int main(int argc, char **argv) {

    // Initialisation.
    srand(time(NULL));
    omp_set_num_threads(omp_get_num_procs());
    double start_time;
    ushort number_of_palindromes = 0;
    ushort palindrome_length = 5;
    ushort rows = 25000;
    ushort cols = 25000;
    char **matrix = create_matrix_of_chars(rows, cols);
    printf("Matrix of size %dx%d, searching for palindromes of size %d.\n", rows, cols, palindrome_length);

    // Run sequentially.
    printf("%-45s", "Running sequentially ... ");
    start_time = omp_get_wtime();
    number_of_palindromes = find_palindromes_sequentially(matrix, rows, cols, palindrome_length);
    printf("Found %4d palindromes in %7.4f seconds.\n", number_of_palindromes, omp_get_wtime() - start_time);

    // Run using OpenMP.
    printf("Running with OpenMP on %d %-20s", omp_get_num_procs(), "threads ... ");
    start_time = omp_get_wtime();
    number_of_palindromes = find_palindromes_using_openmp(matrix, rows, cols, palindrome_length);
    printf("Found %4d palindromes in %7.4f seconds.\n", number_of_palindromes, omp_get_wtime() - start_time);

    // Run using MPI.
    int num_procs, rank;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &num_procs);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    printf("%d: hello (p=%d)\n", rank, num_procs);
    MPI_Finalize();

    // Cleanup and exit.
    free_matrix(matrix, rows);
    return 0;

}

跑步时 ./<project-name> 顺序版本和OpenMP版本一个接一个地正确运行。然而,在跑步时 mpirun --use-hwthread-cpus ./<project-name> 该程序启动整个项目的8个实例(行“大小矩阵…”打印8次)。

我的理解是,MPI区域由 MPI_Init(...) 和 MPI_Finalize() 但事实似乎并非如此。我该怎么解决这个问题呢?

提前感谢您的回答。