PVM programok írása. Hasznos információk

Az előadások a következő témára: "PVM programok írása. Hasznos információk"— Előadás másolata:

1 PVM programok írása

2 Hasznos információk http://kto.web.elte.hu/ http://lovei.web.elte.hu/

3 PVM - Parallel Virtual Machine Szoftver rendszer, mellyel hálózatba kapcsolt számítógépeket egyetlen nagy párhuzamos számítógépként lehet látni és kezelni. Kezdet: 1989 - Oak Ridge National Laboratory A párhuzamos programok írásának egyik szabványává vált. A publikus változata ingyen elérhető. Sok hardver gyártó biztosítja a saját gépére optimalizált, gyorsabb változatát is.

4 Felépítése A rendszerben vannak programok, amelyek a felhasználó által írt párhuzamos program futtatását biztosítják. –PVM démon –PVM konzol Vannak C, illetve Fortran77 könyvtárak a párhuzamos programok megírásához.

5 Használata PVM rendszerbe kapcsolhatunk több - akár különböző típusú - számítógépet. A rendszer a rajta futó programok szempontjából ezek után egy nagy, elosztott memóriájú virtuális számítógépnek látszik. Különböző processzorokon, különböző programokat indíthatunk el. A szinkronizációt és a kommunikációt a PVM könyvtári függvényekkel oldhatjuk meg.

6 A párhuzamos programok Taszkokból (folyamatokból) épülnek fel Taszk = UNIX/Windows/… program A taszkok a pvm könyvtárat használják –C, C++, Fortran77 A kommunikáció a pvm démonon keresztül történik

7 Működés Számítógépek hálózatba szervezve A felhasználó jogosult bármelyik gépre bejelentkezni Minden gépen futtat egy pvm démont És futtatja a taszkokat, melyek a démonokon keresztül lépnek egymással kapcsolatba –Egy gépen több taszk is futhat

8 Hálózat Programozási nyelvek labor (00-803)‏ nyl01.nylab.inf.elte.hu nyl02.nylab.inf.elte.hu … nyl40.nylab.inf.elte.hu …

9 Saját gép Viszonylag egyszerűen hazavihető és feltelepíthető Linux - triviális, Windows picit macerásabb Fejlesztéshez ez is jó Egy processzoron/gépen fut minden taszk Teszteléshez nem elég! –A tesztelés egy része itt is végezhető

10 Az első program „hello” alkalmazás Két taszk: hello és hello_other Két különálló C program, külön-külön lefordítva A főprogram a hello Elindítja a hello_other-t a PVM-en keresztül

11 hello.c #include #include "pvm3.h" int main() { int tid; int num; printf("i'm t%x\n", pvm_mytid()); pvm_spawn( "hello_other", (char**)0, 0, "", 1, &tid); pvm_recv(-1, -1); pvm_upkint(&num,1,1); printf("from t%x: %d\n", tid, num); pvm_exit(); return 0; }

12 hello_other.c #include "pvm3.h" int main() { int tid = pvm_mytid(); int ptid = pvm_parent(); pvm_initsend(PvmDataDefault); pvm_pkint(&tid,1,1); pvm_send(ptid, 1); pvm_exit(); return 0; }

13 Futtatás kto@nyl02:~/pvm3/src/hello0$ pvm pvm> spawn -> hello spawn -> hello [1] 1 successful t40002 pvm> [1:t40002] i'm t40002 [1:t40002] from t40003: 262147 [1:t40003] EOF [1:t40002] EOF [1] finished pvm>

14 Újabb host felvétele a virtuális gépbe pvm> add nyl14 add nyl14 1 successful HOST DTID nyl14 80000 pvm> conf conf 2 hosts, 1 data format HOST DTID ARCH SPEED DSIG nyl02 40000 LINUX 1000 0x00408841 nyl14 80000 LINUX 1000 0x00408841 pvm> spawn -> hello

15 Újabb futtatás conf 2 hosts, 1 data format HOST DTID ARCH SPEED DSIG nyl02 40000 LINUX 1000 0x00408841 nyl14 80000 LINUX 1000 0x00408841 pvm> spawn -> hello spawn -> hello [1] 1 successful t80001 pvm> [1:t40002] EOF [1:t80001] i'm t80001 [1:t80001] from t40002: 262146 [1:t80001] EOF [1] finished pvm>

16 hello.c #include #include "pvm3.h" int main() { int cc, tid; char buf[100]; printf("i'm t%x\n", pvm_mytid()); cc = pvm_spawn( "hello_other", (char**)0, 0, "", 1, &tid); if (cc == 1) { cc = pvm_recv(-1, -1); pvm_bufinfo(cc, (int*)0, (int*)0, &tid); pvm_upkstr(buf); printf("from t%x: %s\n", tid, buf); } else printf("can't start hello_other\n"); pvm_exit(); exit(0); }

17 hello_other.c #include "pvm3.h" int main(){ int ptid; char buf[100]; pvm_mytid(); ptid = pvm_parent(); strcpy(buf, "hello, world from other"); pvm_initsend(PvmDataDefault); pvm_pkstr(buf); pvm_send(ptid, 1); pvm_exit(); exit(0); }

18 Makefile.aimk # A lefordítandó programok nevei (szóközzel elválasztott felsorolás)‏ BINS= hello hello_other

19 Egyszer kell megcsinálni: pandora:~$ ssh nyl02.nylab kto@nyl02:~$ mkdir pvm3 kto@nyl02:~$ mkdir pvm3/bin kto@nyl02:~$ mkdir pvm3/bin/LINUX kto@nyl02:~$

20 Utána mindig ezt kell csinálni kto@nyl02:~$ cd pvm3/src/hello kto@nyl02:~/pvm3/src/hello$ ls Makefile.aimk hello.c hello_other.c kto@nyl02:~/pvm3/src/hello$ aimk making in LINUX/ for LINUX cc -I/usr/lib/pvm3/include -Ddebug -o hello../hello.c -L/usr/lib/pvm3/lib/LINUX -lpvm3 cc -I/usr/lib/pvm3/include -Ddebug -o hello_other../hello_other.c - L/usr/lib/pvm3/lib/LINUX -lpvm3 kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$

21 Utána mindig ezt kell csinálni (2): kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$ ls LINUX Makefile.aimk hello.c hello_other.c kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$ ls LINUX hello hello_other kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$ aimk links making in LINUX/ for LINUX cd /h/teacher/kto/pvm3/bin/LINUX ln -s /h/teacher/kto/pvm3/src/hello/LINUX/hello hello ln -s /h/teacher/kto/pvm3/src/hello/LINUX/hello_other hello_other kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$ ls ~/pvm3/bin/LINUX/ hello hello_other kto@nyl01:~/pvm3/src/hello$ pvm pvm> spawn -> hello

22 PVM indítása Legegyszerűbb, ha belépünk a PVM-konzol programba, és onnan futtatunk. Ez automatikusan elindítja a virtuális gépet is, azaz a PVM démont. Kilépés és a virtuális gép leállítása: halt pvm> halt halt Terminated kto@nyl01:~$

23 PVM démon A virtuális gép (démon) független a konzoltól, anélkül is elindítható Könnyű megfelejtkezni róla, és akkor csak eszi az erőforrásokat Még nagyobb a baj, ha bent ragad a programunk (pl. mert elszállt)‏ Legközelebb el sem indul a pvm démon, leáll hibával

24 Bentragadt PVM program Figyeljük, hogy minden taszkunk rendesen leállt-e Ha nem, lőjük ki a bent ragadtakat Ha a pvm démont nem tudjuk leállítani, lőjük ki azt is Töröljük le a /tmp/pvm. /sock fájlt kto@nyl01:~$ ls /tmp/pvm.11700/ log sock kto@nyl01:~$ id uid=11700(kto) gid=10713(aszt) groups=10713(aszt)‏ kto@nyl01:~$

25 Bentragadt PVM program Figyeljük, hogy minden taszkunk rendesen leállt-e Ha nem, lőjük ki a bent ragadtakat Ha a pvm démont nem tudjuk leállítani, lőjük ki azt is Töröljük le a /tmp/pvm.11700/sock fájlt kto@nyl01:~$ ls /tmp/pvm.11700/ log sock kto@nyl01:~$ id uid=11700(kto) gid=10713(aszt) groups=10713(aszt)‏ kto@nyl01:~$

26 Ideiglenes kilépés a konzolból A quit paranccsal: a démon, azaz a virtuális gép fut tovább pvm> quit quit Console: exit handler called pvmd still running. kto@nyl01:~$

27 Ilyenkor leállítás Visszalépni/belépni a konzolba és onnan halt paranccsal ki. kto@nyl01:~$ pvm pvmd already running. pvm> halt halt Terminated kto@nyl01:~$

28 matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello$ cd LINUX/ matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$ ls hello hello_other matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$ pvm pvm> quit quit Console: exit handler called pvmd still running. matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$./hello i'm t40002 from t40003: 262147 matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$ matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$ pvm pvmd already running. pvm> halt halt Terminated matej@nyl80:~/pvm3/proba/hello/LINUX$

29 Legfontosabb PVM függvények pvm_mytid()pvm_parent()‏ pvm_spawn()pvm_exit()‏ pvm_initsend()pvm_pkint()pvm_send()‏ pvm_upkint() pvm_recv()‏

30 Üzenetküldés initsend, pk*, send –pkint, pkdouble… Egy üzenetben sok adat is elküldhető –Több pk* hívás lehetséges –Egy pk hívással egy sorozat adatot lehet becsomagolni az üzenetbe (tömb, mátrix egy oszlopa)‏ Tipikus hiba: egy üzenetet szétdarabolsz

31 Üzenet fejléce Minden üzenet tartalmaz az adatok mellett egy fejlécet is Üzenettípusok definiálása pvm_send( címzett, fejléc ); A fogadásnál kereshetsz az üzenetsorban a küldő és a fejléc alapján

32 Üzenetfogadás Üzenetsor (postaláda)‏ Minden folyamatnak van egy üzenetsora pvm_recv( küldő, fejléc ); A -1 azt jelenti, hogy „bármi” pvm_recv( -1,-1 );

33 Az üzenetfogadás fajtái „Szinkron” –pvm_recv –a fogadó folyamat blokkolódik az üzenet megérkezéséig „Aszinkron” –pvm_nrecv –non-blocking receive –ha van üzenet, beolvassuk, egyébként skip

34 Multicast Ha ugyanazt az üzenetet több folyamatnak is el szeretnénk küldeni pvm_mcast

35 Hasznos parancsok a PVM konzolban spawnprogram indítása addprocesszorok megfogása confmegfogott processzorok psfutó folyamatok haltleállítás quitideiglenes kilépés

36 add, conf (1)‏ kto@nyl01:~$ pvm pvm> conf conf 1 host, 1 data format HOST DTID ARCH SPEED DSIG nyl01 40000 LINUX 1000 0x00408841 pvm>

37 add, conf (2)‏ pvm> add nyl02 add nyl02 1 successful HOST DTID nyl02 80000 pvm> conf conf 2 hosts, 1 data format HOST DTID ARCH SPEED DSIG nyl01 40000 LINUX 1000 0x00408841 nyl02 80000 LINUX 1000 0x00408841 pvm>

38 add, conf (3)‏ pvm> add nyl03 nyl04 nyl05 add nyl03 nyl04 nyl05 3 successful HOST DTID nyl03 c0000 nyl04 100000 nyl05 140000 pvm>

39 add, conf (4)‏ pvm> add nyl12 add nyl12 0 successful HOST DTID nyl12 Can't start pvmd pvm>

40 hosts Készíthetsz egy fájlt, amiben felsorolod azokat a gépeket, amelyeket meg akarsz fogni Ezt a fájlt a konzol indításakor kell átadni paraméterként Nem kell add-dal fogdosni össze a processzorokat

41 hosts példa kto@nyl01:~$ cat hosts nyl01 nyl02 nyl03 kto@nyl01:~$ pvm hosts pvm> conf conf 3 hosts, 1 data format HOST DTID ARCH SPEED DSIG nyl01 40000 LINUX 1000 0x00408841 nyl02 80000 LINUX 1000 0x00408841 nyl03 c0000 LINUX 1000 0x00408841

42 A beadandó programokról... Sok gépen futtatva kell bemutatni Sok gépen végzett tesztelést kell dokumentálni A tesztelésnek az algoritmus műveletigényéről kell szólnia –pl. “n adat n processzoron O(log n) időben” Géptermi zárthelyi!!!