Utilisateur:Kabyhaswell/ProgrammationParallèleMPI/Exercices/Premiers pas

Lancement

Exercice 1-1 : lancement simple

Exécutez, sur votre machine, 4 processus du programme hostname

Solution

moi@thrall:$ mpiexec -n 4 hostname

   thrall
   thrall
   thrall
   thrall

 

Exercice 1-2 : lancement sans options

Si on ne passe pas le nombre de processus avec l'option -n <N>, l'environnement d'exécution utilise tous les cœurs disponibles. En utilisant votre machine local, combien d'instances du programme hostname sont lancées si vous ne la passez pas ?

Solution

mpiexec en lance autant que de cœurs physiques (donc sans compter l'hyperthreading) sont disponibles sur la machine.

Par exemple, sur une machine équipée d'un processeur Intel Core i7-4770, donc disposant de 4 cœurs hyperthreadés, soit 4 cœurs physiques et 8 cœurs logiques, on obtient :

   moi@thrall:$ mpiexec hostname
   thrall
   thrall
   thrall
   thrall

 

Exercice 1-3 : machinefile

Nous avons vu que le nombre de processus à lancer sur une machine pouvait être donné dans le machinefile. En utilisant un machinefile qui contient uniquement votre machine (donc localhost), lancez 3 instance du programme hostname sans passer l'option -n <N> au mpiexec.

Solution

On utilise l'option slots=<N> dans le machinefile:

   moi@thrall:$ cat machinefile
   localhost slots=3

Puis on lance avec :

   moi@thrall:$ mpiexec --machinefile machinefile hostname
   thrall
   thrall
   thrall

 

Exercice 1-4 : machinefile et limites

On peut également donner dans le machinefile une limite au nombre de processus à lancer par machine. Écrivez un machinefile qui n’autorise pas plus de deux processus sur la machine locale.

Solution

localhost max-slots=2

 

Essayez de lancer deux instances du programme hostname avec l'option -n 2.

Solution

moi@thrall:$ mpiexec --machinefile machinefile -n 2 hostname

   thrall
   thrall

 

L'oversubscription s'autorise avec l'option --oversubscribe. Essayez de lancer trois instances du programme hostname avec l'option -n 3 et votre machinefile. Que se passe-t-il ?

Solution

Cela fonctionne :

  moi@thrall:$ mpiexec --oversubscribe --machinefile machinefile -n 3 hostname
   thrall
   thrall    
   thrall

 

L'oversubscription s'interdit avec l'option --nooversubscribe. En l’interdisant, essayez de lancer trois instances du programme hostname avec l'option -n 3 et votre machinefile. Que se passe-t-il ?

Solution

Cela ne fonctionne pas, l’environnement d'exécution refuse de lancer davantage de processus qu'il n'y a de ressources disponbiles

  moi@thrall:$ mpiexec --nooversubscribe --machinefile machinefile -n 3 hostname
  --------------------------------------------------------------------------
  Conflicting directives for mapping policy are causing the policy
  to be redefined:
  
    New policy:   oversubscribe
    Prior policy:  BYSOCKET:NOOVERSUBSCRIBE
  
  Please check that only one policy is defined.
  --------------------------------------------------------------------------

 

Compilation

Exercice 1-5 : Compilation d'un programme simple

Copiez le code suivant dans un fichier.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>

int main( int argc, char** argv ) {
  int rank, size;
  /* Initialisation (obligatoire) */
  MPI_Init( &argc, &argv );
  /* On détermine qui on est et combien il y a de processus, et on l’affiche) */
  MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD, &size );
  MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &rank );
  printf( "Bonjour, je suis le processus %d/%d\n", rank, size ); 
  /* Finalisation (obligatoire) */
  MPI_Finalize();
  return EXIT_SUCCESS;
}

Essayez de le compiler avec un compilateur normal, par exemple gcc. Que se passe-t-il ? Pourquoi ?

Solution

Cela ne fonctionne pas car gcc ne sait pas où trouver les fichiers d'en-têtes.

   moi@thrall:$ gcc -o exemple1 exemple1.c 
   exemple1.c:3:10: fatal error: mpi.h: Aucun fichier ou dossier de ce type
    #include <mpi.h>
              ^15 août 2018 à 21:06 (UTC)~
   compilation terminated.

 

Compilez-le maintenant avec mpicc.

Solution

Cela fonctionne sans erreur.

   moi@thrall:$ mpicc -o exemple1 exemple1.c

 

Avec ldd, regardez quelles bibliothèques sont liées avec l’exécutable produit. Que constatez-vous à propos de MPI ?

Solution

On voit que la bibliothèque MPI est liée avec l'exécutable.

   moi@thrall:$ ldd exemple1
   	linux-vdso.so.1 (0x00007ffc3d3b8000)
    	libmpi.so.40 => /opt/mpi/lib/libmpi.so.40 (0x00007f1db611c000)
   […]

 

Exercice 1-6 : Compilation d'un programme nécessitant des bibliothèques

Copiez le code suivant dans un fichier.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <mpi.h>

int main( int argc, char** argv ) {
  int rank;
  struct timespec ts;
  MPI_Init( &argc, &argv );
  MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &rank );
  clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &ts );
  printf( "Bonjour, je suis le processus %d, il est %ld secondes apres l'Epoch et sqrt( 5 ) = %lf\n", rank, ts.tv_sec, sqrt( 5.0) ); 
  MPI_Finalize();
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ce programme fait appel à deux fonctions se trouvant dans des bibliothèques : clock_gettime a besoin de librt et sqrt a besoin de libm. Certains compilateurs les incluent eux-mêmes, certaines versions de la libc les fournissent, donc il n'est pas toujours nécessaire de lier avec ces bibliothèques. Cependant, l’objet de cet exercice est d'utiliser les appels aux fonctions qui se trouvent dans ces bibliothèques en les passant à la compilation.

Compilez le programme ci-dessus en liant avec les bibliothèques nécessaires.

Solution

On utilise le compilateur mpicc exactement comme on utiliserait un autre compilateur.

   moi@thrall:$ mpicc -o exemple2 exemple2.c -lm -lrt

 

Avec ldd, regardez quelles bibliothèques sont liées avec l'exécutable produit.

Solution

On voit maintenant, en plus de la bibliothèque MPI, les bibliothèques librt et libm que l’on vient de lier avec l'exécutable.

   moi@thrall:$ ldd exemple2
  	linux-vdso.so.1 (0x00007fffb44ca000)
   	libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007f3228a98000)
   	librt.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/librt.so.1 (0x00007f3228a8e000)
   	libmpi.so.40 => /opt/mpi/lib/libmpi.so.40 (0x00007f322877c000)
   […]