在x86架构上使用OpenMP实现原子最小值操作

Question

OpenMP是否支持C++11的原子最小值？如果OpenMP没有可移植的方法：是否有一种使用x86或amd64功能的方法来实现它？

在OpenMP规范中，我没有找到与C ++相关的内容，但Fortran版本似乎支持它。有关详细信息，请参见v3.1的2.8.5节。对于C ++，它声明：

binop是+、*、-、/、&、^、|、<<或>>之一。

但对于Fortran，它声明：

intrinsic_procedure_name是MAX、MIN、IAND、IOR或IEOR之一。

如果您对更多上下文感兴趣：我正在寻找一个无互斥锁的方法来执行以下操作：

vector<omp_lock_t>lock;
vector<int>val;

#pragma omp parallel
{
  // ...
  int x = ...;
  int y = ...;
  if(y < val[x]){
    omp_set_lock(&lock[x]);
    if(y < val[x])
      val[x] = y;
    omp_unset_lock(&lock[x]);
  }
}

我知道您可以使用reduce算法计算最小值。我知道在某些情况下，这种方法大大优于任何原子最小值方法。然而，我也知道在我的情况下不是这样的。

编辑：在我的情况下，稍微快一点的选项是

  int x = ...;
  int y = ...;
  while(y < val[x])
    val[x] = y;

但这不是原子操作。

所有新的GPU都具有此功能，而我在CPU上却缺少它。（请参见OpenCL的atom_min。）

- B.S.

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这是C++98还是C++11？ - user1071136

顺便问一下，为什么在你的情况下atomic-min更快？我遇到了类似的问题，reduction-min并没有提高性能，所以也许我应该尝试一下atomic-min。 - user1071136

@user1071136 我猜在幕后，互斥锁除了自旋循环之外什么都不做。直接编码可能允许编译器生成更好的代码，因此速度更快。然而，这显然取决于特定的OpenMP实现（并且这只是我个人的纯猜测）。我实际上对过于优化的优化器感到害怕，它会将 while(y < val[x]) val[x] = y; 转换为 if(y < val[x]) val[x] = y;，因为在 val[x] = y 之后，条件 y < val[x] 必定“显然”为假。 - B.S.

我不了解OpenMP，但是你可以在x86上使用“lock cmpxchg”来写入新值，仅当该值未更改时，并重复比较直到它停止更改。你的编译器可能为此提供了内置函数。 - ughoavgfhw

Answer 1

针对 C++ 的 OpenMP 规范不支持原子最小值操作，C++11 也不支持。

我假设在你的算法中，x 可以计算出任何有效的索引，无论线程如何。我建议修改你的算法，让每个线程使用自己的 val 数组，然后在最后进行最终协调，这也可以通过索引并行化。这将完全避免锁和原子操作，并使你受益于分离每个线程的数据，即没有错误缓存共享的机会。换句话说，它应该更快。

- Lubo Antonov

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查看 https://dev59.com/GmQo5IYBdhLWcg3wR9nD 以获取 C++11 解决方案；只需将 < 替换为 > 即可。 - MSalters