OpenMP Application Program Interface Version 4.0

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OpenMP

Application Program

Interface

Version 4.0 - July 2013

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CONTENTS

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2.1 Threading Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2.2 OpenMP Language Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2.3 Synchronization Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.4 Tasking Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.5 Data Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2.6 Implementation Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.3 Execution Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.4 Memory Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.4.1 Structure of the OpenMP Memory Model . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.4.2 Device Data Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.4.3 The Flush Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.4.4 OpenMP Memory Consistency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.5 OpenMP Compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.6 Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.7 Organization of this document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2. Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.1 Directive Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.1.1 Fixed Source Form Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.1.2 Free Source Form Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.1.3 Stand-Alone Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.2 Conditional Compilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.2.1 Fixed Source Form Conditional Compilation Sentinels . . . . 32

ii OpenMP API • Version 4.0 - July 2013

2.2.2 Free Source Form Conditional Compilation Sentinel . . . . . . 33

2.3 Internal Control Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.3.1 ICV Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.3.2 ICV Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.3.3 Modifying and Retrieving ICV Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3.4 How ICVs are Scoped . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.3.5 ICV Override Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.4 Array Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.5 parallel Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.5.1 Determining the Number of Threads

for a parallel Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.5.2 Controlling OpenMP Thread Affinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.6 Canonical Loop Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.7 Worksharing Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.7.1 Loop Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.7.2 sections Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.7.3 single Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

2.7.4 workshare Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

2.8 SIMD Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.8.1 simd construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.8.2 declare simd construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

2.8.3 Loop SIMD construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.9 Device Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2.9.1 target data Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2.9.2 target Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2.9.3 target update Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2.9.4 declare target Directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.9.5 teams Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

2.9.6 distribute Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.9.7 distribute simd Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

iii

2.9.8 Distribute Parallel Loop Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.9.9 Distribute Parallel Loop SIMD Construct . . . . . . . . . . . . . . . 94

2.10 Combined Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2.10.1 Parallel Loop Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2.10.2 parallel sections Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

2.10.3 parallel workshare Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

2.10.4 Parallel Loop SIMD Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

2.10.5 target teams construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

2.10.6 teams distribute Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.10.7 teams distribute simd Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

2.10.8 target teams distribute Construct . . . . . . . . . . . . . . . 105

2.10.9 target teams distribute simd Construct . . . . . . . . . . 106

2.10.10 Teams Distribute Parallel Loop Construct . . . . . . . . . . . . . . 107

2.10.11 Target Teams Distribute Parallel Loop Construct . . . . . . . . . 109

2.10.12 Teams Distribute Parallel Loop SIMD Construct . . . . . . . . . 110

2.10.13 Target Teams Distribute Parallel Loop SIMD Construct . . . . 111

2.11 Tasking Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.11.1 task Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.11.2 taskyield Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

2.11.3 Task Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

2.12 Master and Synchronization Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.12.1 master Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

2.12.2 critical Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

2.12.3 barrier Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2.12.4 taskwait Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

2.12.5 taskgroup Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

2.12.6 atomic Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

2.12.7 flush Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

2.12.8 ordered Construct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

2.13 Cancellation Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

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