忽略不支持OpenMP的机器上的OpenMP。

Question

我有一个使用OpenMP的C++程序，它将在多台计算机上运行，这些计算机可能已经安装了OpenMP，也可能没有安装。

如何让我的程序知道一台计算机是否没有安装OpenMP，并忽略那些#include <omp.h>、OpenMP指令（例如#pragma omp parallel ...）和/或库函数（例如tid = omp_get_thread_num();）？

- Tim

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请查看安德鲁的答案。据我所知，他是唯一一个实际回答了问题（并且回答正确）的人。还可以参考“-fopenmp”提供了哪些预处理器定义？ - jww

Answer 1

OpenMP编译会添加预处理器定义"_OPENMP"，因此您可以进行以下操作：

#if defined(_OPENMP)
   #pragma omp ...
#endif

有关示例，请参见http://bisqwit.iki.fi/story/howto/openmp/#Discussion和随后的代码。

- Andrew Dalke

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不需要保护#pragma omp，因为这种指令不会产生干扰（在未激活openmd时可以安全跳过）。 - YvesgereY

尽管如此，如果有人想在使用-Wall选项的情况下编译而不产生警告，那么类似于“警告：未知的#pragma指令被忽略”这样的编译器信息会让人感到苦恼。 - Andrew Dalke

关于编译警告，我通常使用-Wno-unknown-pragmas进行编译，出于这个原因。问题是：可能会影响项目中的其他指令，并移除有用的警告。 - johan d

这个 if 块很有用，可以隐藏函数调用，例如 omp_set_num_threads() 或 omp_get_thread_num()。#if defined(_OPENMP) tid = omp_get_thread_num(); #else tid = 0; #endif 其中，_OPENMP 宏的定义状态决定了代码是执行 omp_get_thread_num() 还是赋值为0。 - KRoy

@YvesgereY - 关于保护#pragma的使用...GCC符合OpenMP标准，但如果未启用OpenMP，则会发出未知的#pragma警告。这会破坏许多人将其用作安全门的干净编译。另请参见问题66943，GCC警告OpenMP的未知Pragma，尽管它支持它。 - jww

Answer 2

编译器应该忽略它们不理解的#pragma指示，这是语法的全部意义。而在非并行系统上，openmp.h中定义的函数具有简单且明确定义的含义——特别地，头文件将检查编译器是否定义了ENABLE_OPENMP，如果未启用，则提供正确的回退。所以，你只需要一个openmp.h的副本来链接即可。这里有一个：http://cms.mcc.uiuc.edu/qmcdev/docs/html/OpenMP_8h-source.html。 但相关代码的部分只是这个：

#if defined(ENABLE_OPENMP)
#include <omp.h>
#else
typedef int omp_int_t;
inline omp_int_t omp_get_thread_num() { return 0;}
inline omp_int_t omp_get_max_threads() { return 1;}
#endif

最坏情况下，你可以将这三行代码放入一个虚拟的openmp.h文件中，并使用它。剩下的部分就可以正常工作了。

- Brooks Moses

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+1 对于 #pragma 语义。-1 对于 ENABLE_OPENMP，它不符合标准。请使用 _OPENMP。 - YvesgereY

“...头文件将检查编译器是否定义了ENABLE_OPENMP” - 我不认为这是正确的。你能提供一下ENABLE_OPENMP的参考吗？我在预处理器定义中找不到它。请参见What preprocessor define does -fopenmp provide?。 - jww

我正在使用clang 3.6.2进行编译，但是clang++ -fopenmp告诉我_OPENMP未定义。 - Arne

LLVM的页面似乎表明，OpenMP只在3.8版本中被正确地引入到编译器套件中。早期版本（在FreeBSD上尝试3.6和3.7）似乎接受“-fopenmp”标志，但会忽略它...使用clang-3.8时，定义了“_OPENMP”，并且并行化实际上可以工作。 - Mikhail T.

Answer 3

OpenMP是编译器运行时的东西，而不是平台的东西。

也就是说，如果您使用Visual Studio 2005或更高版本编译应用程序，则始终可以使用OpenMP，因为运行时支持它。（如果最终用户没有安装Visual Studio C运行时，则您的应用程序将无法工作）。

所以，您不需要担心，如果您可以使用它，它将始终存在，就像strcmp等函数一样。为确保他们有CRT，您可以安装Visual Studio可再发行版。

编辑：

好的，但GCC 4.1将无法编译您的openMP应用程序，因此问题不在目标机器上，而在目标编译器上。由于所有编译器都具有预定义的宏来给出其版本，请使用#ifdef块包装您的OpenMP调用。例如，GCC使用3个宏来标识编译器版本，__GNUC__，__GNUC_MINOR__和__GNUC_PATCHLEVEL__

- gbjbaanb

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我的问题是我想在那些没有多线程的机器上运行程序。低于4.2.x版本的GCC不支持OpenMP。因此，我想让我的Makefile能够识别这一点，并要求g++忽略程序中的OpenMP部分而不是编译失败。有什么想法吗？ - Tim

编译器版本完全不足够。编译器和运行时都必须支持OpenMP并且还必须启用它。同一个编译器版本在一台计算机上可能支持OpenMP，在另一台计算机上却不支持。 - Jan Hudec

Answer 4

如何让我的程序知道某台机器没有安装OpenMP，并忽略那些#include <omp.h>，OpenMP指令（例如#pragma omp parallel ...）和/或库函数（例如tid = omp_get_thread_num();）？

这是一个晚回答，但我们刚刚收到了由于在Microsoft编译器上使用#pragma omp simd而引起的错误报告。

根据OpenMP规范第2.2节：

有条件的编译

在支持预处理器的实现中，_OPENMP宏名称被定义为十进制值yyyymm，其中yyyy和mm是实现所支持的OpenMP API版本的年份和月份。

现代的 Microsoft 编译器似乎只支持 OpenMP 从 2000 年至 2005 年之间的某个时间段。我只能说“某个时间段”，因为 OpenMP 2.0 发布于 2000 年，而 OpenMP 2.5 发布于 2005 年。但是 Microsoft 宣传了一个来自 2002 年的版本。

以下是一些 _OPENMP 数字...

• Visual Studio 2012 - OpenMP 200203
• Visual Studio 2017 - OpenMP 200203
• IBM XLC 13.01 - OpenMP 201107
• Clang 7.0 - OpenMP 201107
• GCC 4.8 - OpenMP 201107
• GCC 8.2 - OpenMP 201511

所以如果你想使用，比如说 #pragma omp simd 来保护一个循环，并且 #pragma omp simd 在 OpenMP 4.0 中可用，那么：

#if _OPENMP >= 201307
    #pragma omp simd
    for (size_t i = 0; i < 16; ++i)
        data[i] += x[i];
#else
    for (size_t i = 0; i < 16; ++i)
        data[i] += x[i];
#endif

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这个程序将在多台机器上运行，这些机器可能已经安装了OpenMP，也可能没有安装。

需要明确的是，您可能需要在每台机器上构建您的程序。x86_64 ABI不能保证x86、x32或x86_64机器上都可用OpenMP。我也没有看到您可以在一台机器上构建，然后在另一台机器上运行的信息。

- jww

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由于目标执行平台需要安装编译应用程序所使用的库支持，因此不需要在每台机器上进行构建。在上面的示例中，仅使用pragma omp simd不太可能依赖于库支持。写入应该就足够了。 - tim18

#pragma omp simd if(_OPENMP >= 201307) 可以避免多个相同源代码的复制。 - tim18

@tim18 - "... pragma omp simd by itself isn't likely to depend on library support" - 我考虑的使用情况是发行版模型。在i686机器上构建，然后在另一个没有SSE2和友好支持的i686机器上运行。 SSE2和友好支持是x86_64的核心指令集的一部分，但在32位处理器上是可选的。这理论上可以通过运行时调度来实现，但我不知道先决条件/要求在哪里，以便它在实践中起作用。 - jww

@tim18 - 你确认在Visual Studio中使用#pragma omp simd if(_OPENMP >= 201307)和其古老的2002年OpenMP实现是可行的吗？当我尝试在Visual Studio 2015中使用它时，我收到了*test.cpp(8): error C3001: 'simd': expected an OpenMP directive name*的错误提示。 - jww

Answer 5

还有一种方法我很喜欢，借鉴自Bisqwit:

#if defined(_OPENMP)
#include <omp.h>
extern const bool parallelism_enabled = true;
#else
extern const bool parallelism_enabled = false;
#endif

然后，像这样启动您的OpenMP并行for循环：

#pragma omp parallel for if(parallelism_enabled)

注意：有合理的理由不使用非标准的pragma，因此Google和其他公司不支持它。

- Adam Erickson

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如果未定义_OPENMP，那么#pragma omp也无法理解，因此在这种情况下if语句将没有任何效果。您还说有合理的理由不使用#pragma，但是您链接的文章是关于#pragma once而不是完全不同的#pragma omp，而且您的解决方案仍然使用了#pragma omp。没有#pragma omp就无法使用OpenMP功能。 - Jake Lishman