Programowanie Równoległe i Rozproszone

III rok Informatyka WSZiB

Message Passing Interface (MPI)

Podstawy specyfikacji MPI

Standard komunikacji między procesami aplikacji równoległej,
Opis standardu MPI v1.1 (html o sporym rozmiarze),
Opis standardu MPI v1.1 (postscript)
Implementacje standardu,
MPICH - Unix, Windows NT, Windows 2000/XP Professional, ... (uzywany przez nas na zajeciach)
LAM - Unix, Macintosh, Windows (Cygwin)
MP-MPICH - (MP = Multi Platform) Unix, Windows NT, Windows 2000/XP Professional
WMPI, Windows 95/98, ME, NT, 2000
MacMPI, częściowa implementacja dla Macintosh'a

Kompilacja i uruchomienie programu (MPICH)
- narzędzia:
  mpicc - skrypt to kompilacji,
  mpd - program "tworzacy srodowisko" (uruchamia demony)
  - Uwaga: program do uruchomienia potrzebuje pliku .mpd.conf utworzonego w katalogu domowym. Plik .mpd.conf musi miec prawa dostepu 660 ( chmod 660 .mpd.conf) i zawierac linie: MPD_SECRETWORD=secret_word, gdzie secret_word to dowolne haslo.
  - Uwaga: program najlepiej uruchomic w tle poprzez mpd &
  mpiexec - program uruchamiający aplikacje
  - Uwaga: tymczasowo z powodu niedokonfigurowania klastra prosze wywolywac mpiexec uzywajac sciezki bezzwglednej /usr/lib64/mpich/bin/mpiexec
  - Uwaga: w przypadku bledu nieznalezienia biblioteki mpi nalezy wynonac export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib64/openmpi/lib. Aby nie musiec powtarzac tej czynnosci najlepiej jest wgrac plik .bash_profile do swojego katalogu domowego co spowoduje ustawienie tejze zmiennej automatycznie po zalogowaniu sie do systemu.
  mpdcleanup - program zamykajacy srodowisko (zabija demony)
- przykłady użycia:
```
 mpicc hello.c -o hello
```
```
 mpd &
```
```
 mpiexec -n 2 ./hello
```
  Uwaga: parametr -n programu mpiexec wskazuje liczbe uruchomionych procesow, nie musi sie ona pokrywac z iloscia hostow dostepnych
```
 mpiexec -machinefile hosts -n 2 ./hello
```
  Uwaga: parametr -machinefile programu mpiexec wskazuje plik z lista nazw hostow na ktorych uruchomione maja byc procesy
- Hello world w MPI: hello.c
Programowanie w MPI dla jękyka C:

Podręcznik programisty MPI
Włączyć nagłówek <mpi.h>
Zainicjalizować środowisko: MPI_Init(&argc, &argv);
Zakończyć operacje w środowisku: MPI_Finalize();
Argumenty do funkcji specyfikujące adres bufora muszą być podane jako wskaźnik do obszaru pamięci
Typ danych znajdujących się w buforach musi być określony jako typ ze standardu MPI (typy MPI: Typy danych dla "C" w MPI)

Cwiczenia:

Skonfigurac srodowisko tak aby procesy wykonywaly sie na roznych komputerach (wykorzystac komputer sasiada). Na pomoca komendy ps x (z pomoca watch) zaobserwowac demona i dzialajace procesy (w tym celu nalezy zmodyfikowac dzialanie programu, aby program wykonywal sie dluzej).
Wykorzystujac komunikaty MPI:
- MPI_Send - wysłanie wiadomości
- MPI_Recv - odebranie wiadomości
Rozbudowac prosty program licytacja.c o nastepujaca funkcjonalnosc:
- w licytacji bierze udzial dowolna liczba procesow
- jeden proces startuje licytacje wysylajac stawke o wartosci 0 do nastepnego
- nastepny proces moze podbic stawke o 1 jesli wylosowana przez niego na poczatku liczba jest wieksza od tej stawki - podbicie polega na przeslaniu nastepnemu procesowi stawki powiekszonej o 1
- jesli wylosowana liczba jest mniejsza lub rowna stawce, proces przesyla dalej liczbe ktora otrzymal
- w momencie kiedy proces otrzyma stawke ktora przeslal, konczy licytacje jako zwyciezca
- komunikacja przebiega "w kolko" od pierwszego procesu do ostatniego, ostatni wysyla do pierwszego

Marcin Radecki, Tomasz Szepieniec, Joanna Kocot, Eryk Ciepiela