为啥openmp不根据手动NUMA绑定放置线程？

Posted 2023-02-16

【中文标题】为啥openmp不根据手动NUMA绑定放置线程？

【英文标题】：Why doesn't openmp place threads based on manual NUMA bind?为什么openmp不根据手动NUMA绑定放置线程？

【发布时间】：2018-03-07 14:22:37

【问题描述】：

我正在构建一个可识别 numa 的处理器，该处理器绑定到给定的套接字并接受 lambda。这是我所做的：

#include <numa.h>
#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>

using namespace std;

unsigned nodes = numa_num_configured_nodes();
unsigned cores = numa_num_configured_cpus();
unsigned cores_per_node = cores / nodes;

int main(int argc, char* argv[]) 
    putenv("OMP_PLACES=sockets(1)");
    cout << numa_available() << endl;  // returns 0
    numa_set_interleave_mask(numa_all_nodes_ptr);
    int size = 200000000;
    for (auto i = 0; i < nodes; ++i) 
        auto t = thread([&]() 
            // binding to given socket
            numa_bind(numa_parse_nodestring(to_string(i).c_str()));
            vector<int> v(size, 0);
            cout << "node #" << i << ": on CPU " << sched_getcpu() << endl;
#pragma omp parallel for num_threads(cores_per_node) proc_bind(master)
            for (auto i = 0; i < 200000000; ++i) 
                for (auto j = 0; j < 10; ++j) 
                    v[i]++;
                    v[i] *= v[i];
                    v[i] *= v[i];
                
            
        );
        t.join();
    

但是，所有线程都在套接字 0 上运行。似乎numa_bind 没有将当前线程绑定到给定的套接字。第二个numa处理器——Numac 1输出node #1: on CPU 0，它应该在CPU 1上。那么出了什么问题？

【问题讨论】：

minimal reproducible example 需要。它需要是完整的和最小的。

嗯，我将尝试缩小示例。不过已经完成了。

@linspectable 现在要小得多。

通常，在代码中将多个线程范例（例如 C++11 线程和 OpenMP）组合在一起并不是一个好主意。两者都在内部使用 Pthreads 库，这可能会引起麻烦。

另外，请注意：“在可以使用此库中的任何其他调用之前，必须调用numa_available()。如果它返回-1，则此库中的所有其他函数都是未定义的。”

【参考方案1】：

这完全符合我的预期：

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <numa.h>
#include <omp.h>
#include <sched.h>

int main() 
   assert (numa_available() != -1);

   auto nodes = numa_num_configured_nodes();
   auto cores = numa_num_configured_cpus();
   auto cores_per_node = cores / nodes;

   omp_set_nested(1);

   #pragma omp parallel num_threads(nodes)
   
      auto outer_thread_id = omp_get_thread_num();
      numa_run_on_node(outer_thread_id);

      #pragma omp parallel num_threads(cores_per_node)
      
         auto inner_thread_id = omp_get_thread_num();

         #pragma omp critical
         std::cout
            << "Thread " << outer_thread_id << ":" << inner_thread_id
            << " core: " << sched_getcpu() << std::endl;

         assert(outer_thread_id == numa_node_of_cpu(sched_getcpu()));
      
   

程序首先在我的双路服务器上创建 2 个（外部）线程。然后，它将它们绑定到不同的套接字（NUMA 节点）。最后，它将每个线程分成 20 个（内部）线程，因为每个 CPU 有 10 个物理内核并启用了超线程。

所有内部线程都在与其父线程相同的套接字上运行。那是外线程 0 的内核 0-9 和 20-29，外线程 1 的内核 10-19 和 30-39。（在我的情况下，sched_getcpu() 返回了 0-39 范围内的虚拟内核数。 )

请注意，没有 C++11 线程，只有纯 OpenMP。

【讨论】：

谢谢。这是否意味着最初的问题是 c++ 线程和 openmp 线程的冲突？

@Amos 我会非常小心地做出这样的结论。你的代码可能还有很多其他问题，在我看来有点乱。

好吧，用 std::thread 替换外循环会重现问题。

@Amos 不错的发现。这就是为什么永远不要将不同的线程库混合在一起的原因。