Alpsize-03 Fortran アプリケーション開発
ALPS Fortran は ALPS の Fortran インターフェースモジュールです。ALPS Fortran を使うと、必要ないくつかのサブルーチンを実装するだけで、Fortran のコードを ALPS 上で簡単に実行できます。本章では、ALPS 上で動作する Fortran コードを記述する手順を説明します。また、既存の ALPS Fortran へ移植するために CMakeList.txt ファイルの設定手順を変更し、Fortran コードをビルドする方法についても本章で説明します。
ALPS Fortran の概要
次の図は、ALPS システム、ALPS Fortran、ユーザーの Fortran プログラムの関係を示す図です。
ALPS Fortran は ALPS から呼び出され、必要に応じてユーザープログラムのサブルーチンを呼び出します。これにより、ALPS は C++ プログラムと同様に、Fortran で実装されたプログラムを制御できます。一方、ALPS Fortran は ALPS の機能を呼び出すためのサブルーチンを提供します。そのため、ユーザープログラムは通常の Fortran サブルーチンを呼び出すのと同じように、ALPS の機能を利用できます。
サブルーチンの呼び出しフロー
次の図は、ALPS システムとユーザープログラムのフローチャートを示しています。以下の各サブルーチンについては [2.3.3] を参照してください。
Fortran ソースコードの準備
ALPS Fortran を使ってプログラムを実装するには、次の 2 つのソースコードを準備する必要があります。
- プログラムのエントリーポイントとなる main 関数を実装する C++ ソースコード。
- ALPS Fortran の規則に従って実装する Fortran ソースコード。
エントリーポイント
このセクションでは、main 関数（プログラムのエントリーポイント）やワーカー名など、プログラムの設定について説明します。main 関数は固定の内容を記述するだけで、通常は変更する必要はありません。プログラムの設定については、以下のコードを参照してください。
- プログラムのバージョン番号
- プログラムの著作権表示
- ワーカー名
- エバリュエーター名
以下は C++ ソースコードの例です。
1: #include <alps/parapack/parapack.h>
2: #include "fortran_wrapper.h"
3:
4: // Version number setting
5: PARAPACK_SET_VERSION("my version");
6:
7: // Copywrite display setting
8: PARAPACK_SET_COPYRIGHT("my copyright");
9:
10: // Worker name setting
11: PARAPACK_REGISTER_WORKER(alps::fortran_wrapper, "worker name</span>");
12:
13: // Evaluator setting
14: PARAPACK_REGISTER_EVALUATOR(alps::parapack::simple_evaluator,"evaluator name");
15:
16:
17: /**
18: * Programのentry point
19: */
20: int main(int argc, char** argv)
21: {
22: return alps::parapack::start(argc, argv);
23: }
上記の例で変更が必要なのは、赤色で示された部分の文字です。
Fortran ソースコード
Fortran ソースコードの主な内容は計算ロジックです。ただし、ALPS Fortran を使用するには、いくつかのサブルーチンを必ず実装する必要があります。パラメータの読み込みや計算結果の保存を行う際には、ALPS Fortran が提供するサブルーチンを介して ALPS の機能を呼び出します。
必須サブルーチン
ユーザープログラムから ALPS の機能を制御するには、Fortran ソースコード内にいくつかのサブルーチンが必要です。以下の各サブルーチンの説明を読み、適切に実装してください。これらを省略するとリンクエラーとなり、ビルドできません。これらのサブルーチンを実装する際は、次の点に注意してください。
すべてのサブルーチンには引数として
integer :: caller(2)が渡されます。caller は ALPS の機能を呼び出すために内部的に使用される変数です。そのため、caller の値を書き換えないでください。caller の値を変更した場合、動作は保証されません。各サブルーチンで
alps/fortran/alps_fortran.hを include してください。このファイルは、Fortran コードから ALPS の機能を呼び出すときに必要です。
したがって、必須サブルーチンについては、サブルーチンのシグネチャの直下に次の 3 行が必要です。
1: subroutine alps_init(caller)
2: implicit none
3: include "alps/fortran/alps_fortran.h"
4: integer :: caller(2)
5:
6: ! --- snip --- !
alps_init(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは、計算が実行される前に一度だけ呼び出されます。配列の割り当てなど、プログラムの初期化処理をここで行います。
alps_init_observables(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは、alps_init が呼び出された後に一度だけ呼び出されます。ここで alps::ObservableSet を初期化します。このサブルーチンは、1 つの入力パラメータにつき一度呼び出されます。なお、alps::ObservableSet の詳細については ALPS のホームページを参照してください。
alps_run(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンには計算ロジックを実装します。alps_progress が 1.0 以上の値を返すまで、このサブルーチンは ALPS から繰り返し呼び出されます。そのため、このサブルーチン内でループ構造を記述する必要はありません。また、スレッドレベル並列で実行する場合、このサブルーチンはマルチスレッドで動作します。したがって、スレッドレベル並列で使用する場合は、スレッドセーフな実装を行う必要があります。
alps_progress(prgrs, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| real*8 | prgrs | out | プログラムの進捗状態(0.0 ≦ prgrs) |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは alps_run の後に ALPS によって呼び出され、プログラムの進捗状況を ALPS に返します。prgrs の値が 1.0 未満の間、ALPS は alps_run を繰り返し呼び出します。prgrs に 1.0 以上の値が代入されると、ALPS は計算が完了したと判断し、プログラムを終了します。また、スレッドレベル並列で実行する場合、このサブルーチンはマルチスレッドで動作するため、スレッドレベル並列で使用する場合はスレッドセーフな実装を行う必要があります。
alps_is_thermalized(thrmlz, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| real*8 | thrmlz | out | 熱平衡化の終了フラグ(0:未完了 / 1:完了) |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは alps_run の後に ALPS によって呼び出され、熱平衡化が未完了か完了かを返します。thrmlz の値が 0 のとき、プログラムは計算がまだ熱平衡化中であると判断し、計算結果データを保存しません。一方、値が 1 のとき、プログラムは熱平衡化が完了したと判断し、計算結果の保存を開始します。また、スレッドレベル並列で実行する場合、このサブルーチンはマルチスレッドで動作するため、スレッドレベル並列で使用する場合はスレッドセーフな実装を行う必要があります。
alps_finalize(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは、計算完了後（alps_progress が 1.0 以上の値を返した後）に一度だけ呼び出されます。割り当てたメモリの解放など、終了処理をここで行います。
alps_save(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは alps_run の後に ALPS から呼び出されます。ALPS の機能を使ってリスタートファイルを保存します。また、スレッドレベル並列で実行する場合、このサブルーチンはマルチスレッドで動作するため、スレッドレベル並列で使用する場合はスレッドセーフな実装を行う必要があります。
alps_load(caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは、プログラムがリスタートするときに一度だけ呼び出されます。ALPS の機能を使って、保存されたリスタートファイルを読み込みます。
ALPS Fortran が提供するサブルーチン
ユーザープログラムから ALPS の機能を呼び出すときは、ALPS Fortran が提供するサブルーチンを呼び出します。これらのサブルーチンは引数として integer :: caller(2) を必要とします。caller は ALPS Fortran から渡されるローカル変数であり、(2.2.3.1) の必須サブルーチンの引数として渡された変数を、そのまま提供サブルーチンに渡す必要があります。
alps_get_parameter(data, name, type, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| - | data | out | 値の格納先 |
| character | name(*) | in | 取り出すパラメータ名 |
| integer | type | in | データ型 |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
名前を指定して、ALPS からパラメータを受け取ります。パラメータ名、型、要素数はそれぞれ name、type、count で指定します。このサブルーチンは主に alps_init で配列や変数を初期化するために使用します。なお、type に指定できる値は alps_fortran.h で定義されています。
alps_parameter_defined(res, name, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | res | out | パラメータ定義の有無(1:定義なし / 0:定義あり) |
| character | name(*) | in | パラメータ名 |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
name で指定したパラメータが、パラメータファイルで定義されているかどうかを返します。定義されている場合は res に 1 が代入され、定義されていない場合は 0 が代入されます。このサブルーチンは主に alps_init で配列や変数を初期化するために使用します。
alps_init_observable(count, type, name, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| integer | count | in | 格納する計算結果の要素数 |
| integer | type | in | データ型 |
| character | name(*) | in | 格納する Observable の名前 |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは、alps_init_observable で指定した Observable の名前を alps::ObservableSet に登録するために使用します。Observable の型は type と count によって次のように決まります。
| type | count | Observable |
|---|---|---|
| ALPS_INT | 1 | IntObservable |
| ALPS_INT | 1< | in |
| ALPS_REAL | 1 | RealObservable |
| ALPS_REAL | 1< | RealVectorObservable |
| ALPS_DOUBLE_PRECISION | 1 | RealObservable |
| ALPS_DOUBLE_PRECISION | 1< | RealVectorObservable |
alps_accumulate_observable(data, count, type, name, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| - | data | in | 格納する計算結果 |
| integer | count | in | 格納する計算結果の要素数 |
| integer | type | in | データ型 |
| character | name(*) | in | 格納する Observable の名前 |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
指定した名前の Observable に結果データを保存します。このサブルーチンは alps_run で計算結果を格納するために使用します。count / name / type は init_observable で指定したものと一致している必要があります。
alps_dump(data, count, type, caller)
引数
型 名前 入出力 意味 - data in 格納する値 integer count in 格納する値の要素数 integer type in データ型 integer call(2) in ローカル変数 説明
このサブルーチンは alps_save でリスタートファイルを保存するために使用します。alps_dump を使って保存した中断データは、リスタート時に使用されます。
alps_restore(data, count, type, caller)
- 引数
| 型 | 名前 | 入出力 | 意味 |
|---|---|---|---|
| - | data | out | 読み込んだ値の格納先 |
| integer | count | in | 読み込む値の要素数 |
| integer | type | in | データ型 |
| integer | caller(2) | in | ローカル変数 |
- 説明
このサブルーチンは alps_load でリスタートファイルを読み込むために使用します。リスタートファイルのデータは alps_dump で保存した順序で保存されています。したがって、alps_restore で読み込むときは、保存したときと同じ順序でデータを取り出してください。
設定ファイルの編集
ユーザープログラムは ALPS と同様に CMake を使ってビルドします。以下は、CMake でユーザープログラムをビルドするための設定ファイル(CMakeLists.txt)の例です。
1: # CMakeList.txt
2: # editing configuration file for CMake
3:
4: cmake_minimum_required(VERSION 2.8.0 FATAL_ERROR)
5:
6: #Project name setting
7: project(**hello_sample**)
8:
9: # find ALPS Fortran setting
10: find_package(ALPS REQUIRED NO_SYSTEM_ENVIRONMENT_PATH)
11: message(STATUS "ALPS version: ${ALPS_VERSION}")
12: include(${ALPS_USE_FILE})
13:
14: # Source code required to create and run file name
15: add_executable(**hello main.C hello_impl.f**)
16: # External library file required to generate execution
17: target_link_libraries(**hello** ${ALPS_LIBRARIES} ${ALPS_FORTRAN_LIBRARIES})
上記の例で変更が必要なのは、**…** の内側の文字です。
既存プログラムコードの移植
このセクションでは、以下に示すイジングモデルのプログラムを例に、既存の Fortran プログラムを ALPS 上で動作させる手順を説明します。
移植の準備
このセクションでは、alps_fortran.tar.gz を展開して生成される tutorial ディレクトリ内のファイルを使用します。移植作業の準備として、tutorial ディレクトリ内の次のファイルを作業ディレクトリにコピーしてください。
ising_original.f：元のソースコードtemplate.f90：ALPS Fortran プログラムのテンプレートソースコードmain.C：プログラムのエントリーポイントCMakeList.txt：CMakeList.txtのテンプレート
ALPS プログラムの実装に必要なすべてのサブルーチンが template.f90 に定義されています。そのため、新しいプログラムを開発する際は template.f90 をもとに開発を進めることができます。
元のコードのおおまかな構造は次のとおりです。
| 処理内容 | |
|---|---|
| 4-7 | 変数の宣言と初期化 |
| 8-23 | 配列要素の初期化 |
| 24-47 | メインループ |
| 25-34 | 計算 |
| 36 | 熱平衡化チェック |
| 37-46 | 計算結果の保存 |
| 48-58 | 結果の出力 |
Fortran コードの移植
Fortran コードの移植では、ising_original.f の各ブロックで行われている処理をサブルーチンに割り当てます。このセクションでは、移植後のコードのサンプルとして tutorial/alps_ising.f90 の例を説明します。
変数の宣言
ising_original.f で宣言されている各変数は、移植時に ALPS モジュールにまとめられます。ALPS へ移植するには処理単位ごとにサブルーチンが必要になるため、各サブルーチンから変数へアクセスできるように変更します。
移植前
4: DIMENSION IS(20,20),IP(20),IM(20),P(-4:4),A(4) 5: C PARAMETERS 6: DATA TEMP/2.5/, L/10/, MCS/1000/, INT/1000/ 7: DATA IX/1234567/, V0/.465661288D-9/移植後
1: module ising_mod 2: implicit none 3: real, parameter :: V0 = .465661288D-9 4: 5: integer, allocatable, dimension(:) :: IP, IM 6: integer, allocatable, dimension(:,:) :: IS 7: real*8, allocatable, dimension(:) :: P 8: integer :: K, MCS, INT, L, IX 9: real :: TEMP 10: end module ising_mod 11:
IP, IM, IS, P 配列は alps_init で初期化されるため、移植後はここでサイズを指定しません。また、元の配列 A は結果を格納するためのものですが、移植後はこの配列に ALPS の仕組みを使用します。そのため、移植後のコードでは配列 A は不要です。また、移植後の各変数の値はパラメータファイルから取得します。さらに、K は移植後に繰り返し回数を数えるための変数です。移植後の熱平衡化チェックは、ループを使わずに K の値で制御と繰り返しを行う役割を担います。
このセクションでは MPI による並列実行を想定しているため、スレッドセーフについては考慮していません。
初期化処理
元のコードの初期化処理では配列の各要素を初期化する場合がありますが、移植後のコードでは初期化処理をサブルーチン alps_init で行います。まず alps_get_parameter を使って配列変数を初期化し、次に配列要素を初期化します。また、移植後は結果を格納する配列を用意せず、結果を保存するための Observable を alps_init_observable サブルーチンで用意します。なお、alps_init と alps_init_observable は ALPS によって自動的に呼び出されるため、移植後のコードで呼び出す必要はありません。
移植前
8: C TABLES 9: DO 10 I=-4,4 10: W=EXP(FLOAT(I)/TEMP) 11: 10 P(I)=W/(W+1/W) 12: DO 11 I=1,L 13: IP(I)=I+1 14: 11 IM(I)=I-1 15: IP(L)=1 16: IM(1)=L 17: C INITIAL CONFIGURATION 18: DO 20 I=1,L 19: DO 20 J=1,L 20: 20 IS(I,J)=1 21: C ACCUMULATION DATA RESET 22: DO 21 I=1,4 23: 21 A(I)=0.0移植後(
alps_init)13: subroutine alps_init(caller) 14: use ising_mod 15: implicit none 16: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 17: integer :: caller(2) 18: integer :: i, j 19: real*8 :: W 20: 21: call alps_get_parameter(TEMP, "TEMPERATURE", ALPS_REAL, caller) 22: call alps_get_parameter(L, "L", ALPS_INT, caller) 23: call alps_get_parameter(MCS, "MCS", ALPS_INT, caller) 24: call alps_get_parameter(INT, "INT", ALPS_INT, caller) 25: 26: allocate( IP(L) ) 27: allocate( IM(L) ) 28: allocate( P(-4:4) ) 29: allocate( IS(L, L) ) 30: 31: K = 0 32: IX = 1234567 33: 34: do i = -4, 4 35: W = exp(float(i)/TEMP) 36: P(i) = W / (W + 1/W) 37: end do 38: 39: do i = 1, L 40: IP(i) = i + 1 41: IM(i) = i - 1 42: end do 43: 44: do i = 1, L 45: do j = 1, L 46: IS(i, j) = 1 47: end do 48: end do 49: 50: IP(L) = 1 51: IM(1) = L 52: 53: return 54: end subroutine alps_init
上記のコードでは、21〜24 行目で alps_get_parameter を呼び出し、ALPS を通じてパラメータファイルの内容を取得しています。また、34〜51 行目の処理は元のコードと同じです。
移植後(
alps_init_observables)92: subroutine alps_init_observables(caller) 93: implicit none 94: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 95: integer :: caller(2) 96: 97: call alps_init_observable(1, ALPS_REAL, "Energy", caller) 98: call alps_init_observable(1, ALPS_REAL, "Magnetization", caller) 99: 100: return 101: end subroutine alps_init_observables
移植後は、計算結果を格納するバッファとして “Magnetization” と “Energy” という名前の Observable が用意されます。元のコードでは Magnetization と Energy のそれぞれについて合計と二乗和を計算していましたが、移植後はこれらの計算が Observable によって自動的に行われます。
計算と結果の保存
元のコードでは do ループによる繰り返し（元のコードの 25 行目）がありましたが、移植後は do ループを使わずに alps_progress サブルーチンと alps_run を使用します。
移植前
24: C SIMULATION 25: DO 30 K=1,MCS+INT 26: KIJ=0 27: DO 31 I=1,L 28: DO 31 J=1,L 29: M=IS(IP(I),J)+IS(I,IP(J))+IS(IM(I),J)+IS(I,IM(J)) 30: KIJ=KIJ+1 31: IS(I,J)=-1 32: IX=IAND(IX*5*11,2147483647) 33: IF(P(M).GT.V0*IX) IS(I,J)=1 34: 31 CONTINUE 35: C DATA 36: IF(K.LE.INT) GOTO 30 37: EN=0 38: MG=0 39: DO 40 I=1,L 40: DO 40 J=1,L 41: EN=EN+IS(I,J)*(IS(IP(I),J)+IS(I,IP(J))) 42: 40 MG=MG+IS(I,J) 43: A(1)=A(1)+EN 44: A(2)=A(2)+EN**2 45: A(3)=A(3)+MG 46: A(4)=A(4)+MG**2 47: 30 CONTINUE移植後(
alps_run)56: ! subroutine alps_run 57: subroutine alps_run(caller) 58: use ising_mod 59: implicit none 60: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 61: integer :: caller(2) 62: integer :: i, j, M 63: real*8 :: EN, MG 64: 65: do i = 1, L 66: do j = 1, L 67: M = IS(IP(i), j) + IS(i, IP(j)) + IS(IM(i), j) + IS(i, IM(j)) 68: IS(i, j) = -1 69: 70: IX = IAND(IX * 5 * 11, 2147483647) 71: if(P(M).gt.V0*IX) IS(i, j) = 1 72: end do 73: end do 74: 75: EN = 0.0D0 76: MG = 0.0D0 77: do i = 1, L 78: do j = 1, L 79: EN = EN + IS(i, j) * (IS(IP(i), j) + IS(i, IP(j))) 80: MG = MG + IS(i, j) 81: end do 82: end do 83: 84: call alps_accumulate_observable(EN, 1, & ALPS_DOUBLE_PRECISION, "Energy", caller) 85: call alps_accumulate_observable(MG, 1, & ALPS_DOUBLE_PRECISION, "Magnetization", caller) 86: K = K + 1 87: 88: return 89: end subroutine alps_run
計算処理そのもの（65〜82 行目）は元のコードと同じです。移植後は alps_run が自動的に繰り返し呼び出されるため、元のコードの 25 行目のループは記述しません。代わりに、86 行目で繰り返し回数を数えます。また、ALPS の機能（84 行目と 85 行目）を使って計算結果を保存します。元のコード（43〜46 行目）では積算や二乗などの計算を行っていましたが、移植後はこれらが alps_accumulate_observable によって自動的に行われます。
移植後(alps_progress)
103: ! alps_progerss 104: subroutine alps_progress(prgrs, caller) 105: use ising_mod 106: implicit none 107: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 108: integer :: caller(2) 109: real*8 :: prgrs 110: 111: prgrs = K / (INT + MCS) 112: 113: end subroutine alps_progress
移植後は、alps_progress で繰り返し計算の制御を行います。prgrs の値が 1 以上になると alps_run は呼び出されなくなります。そのため、実行回数のカウンタである (K) の値を監視し、prgrs の値が 1 以上になるように実装します。
熱平衡化チェック
元のコードでは、熱平衡化チェックはメインループ内（36 行目）で実行されていました。しかし移植後は、サブルーチン alps_is_thermalized で実行します。
移植前
36: IF(K.LE.INT) GOTO 30移植後(
alps_is_thermalized)：115: ! alps_is_thermalized 116: subroutine alps_is_thermalized(thrmlz, caller) 117: use ising_mod 118: implicit none 119: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 120: integer :: caller(2) 121: integer :: thrmlz 122: 123: if(K >= INT) then 124: thrmlz = 1 125: else 126: thrmlz = 0 127: end if 128: 129: return 130: end subroutine alps_is_thermalized
alps_progress と同様に、カウンタ (K) の値から熱平衡化を判定します。熱平衡化が完了したとみなされると、thrmlz の値は 1 になります。
結果の出力
結果の後処理と出力は、ALPS を使用すると自動的に行われます。そのため、計算結果の出力や後処理のコードは不要です。
移植前
48: C STATISTICS 49: DO 50 I=1,4 50: 50 A(I)=A(I)/MCS 51: C=(A(2)-A(1)**2)/L**2/TEMP**2 52: X=(A(4)-A(3)**2)/L**2/TEMP 53: ENG=A(1)/L**2 54: AMG=A(3)/L**2 55: WRITE(6,100) TEMP,L,ENG,C,AMG,X 56: 100 FORMAT(' TEMP=',F10.5,' SIZE=',I5, 57: * /' ENG =',F10.5,' C =',F10.5, 58: * /' MAG =',F10.5,' X =',F10.5)移植後：該当コードなし
終了処理
元のコードでは allocate に対する終了処理は行われていません。しかし移植後は、alps_init で allocate した配列を deallocate する必要があります。
移植前：該当コードなし
移植後(
alps_finalize)160: ! alps_finalize 161: subroutine alps_finalize(caller) 162: use ising_mod 163: implicit none 164: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 165: integer :: caller(2) 166: 167: deallocate(IP) 168: deallocate(IM) 169: deallocate(P) 170: deallocate(IS) 171: 172: return 173: end subroutine alps_finalize
リスタート機能
(alps_save / alps_load) を実装するだけで、ALPS を使用したときのリスタートファイルの入出力機能によって、プログラムにリスタート機能を追加できます。元のコードにはリスタート機能がないため、以下では ALPS に従ったリスタートファイルの入出力機能の実装例を説明します。
移植前：該当コードなし
移植後(
alps_save)132: ! alps_save 133: subroutine alps_save(caller) 134: use ising_mod 135: implicit none 136: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 137: integer caller(2) 138: 139: call alps_dump(K, 1, ALPS_INT, caller) 140: call alps_dump(IX, 1, ALPS_INT, caller) 141: call alps_dump(IS, L * L, ALPS_INT, caller) 142: 143: return 144: end subroutine alps_save
alps_save では、リスタートに必要な変数だけを alps_dump で書き出します。ここでは、カウンタ (K) と計算データ (IX, IS) を書き出す方法を示します。
移植後(
alps_load)146: ! alps_load 147: subroutine alps_load(caller) 148: use ising_mod 149: implicit none 150: include "alps/fortran/alps_fortran.h" 151: integer :: caller(2) 152: 153: call alps_restore(K, 1, ALPS_INT, caller) 154: call alps_restore(IX, 1, ALPS_INT, caller) 155: call alps_restore(IS, L * L, ALPS_INT, caller) 156: 157: return 158: end subroutine alps_load
alps_load では、alps_save が (alps_dump) で書き出した順序で (alps_restore) を使って読み込む必要があります。なお、ALPS プログラムをリスタートするとき、alps_load が呼び出される前に alps_init が呼び出されます。つまり、K, IX, IS などの変数のメモリ割り当てや初期化は alps_init で行われるため、alps_load 内で初期化などを行う必要はありません。
マルチスレッド対応について
ALPS プログラムをマルチスレッドで実行したい場合は、Fortran コードをスレッドセーフに実装する必要があります。このセクションで説明した tutorial.f90 の場合、2.4.2 で用意するスレッドローカル変数によってマルチスレッドに対応できます。
移植後(マルチスレッド)
1: module ising_mod 2: implicit none 3: real, parameter :: V0 = .465661288D-9 4: 5: integer, allocatable, dimension(:) :: IP, IM 6: integer, allocatable, dimension(:,:) :: IS 7: real*8, allocatable, dimension(:) :: P 8: integer :: K, MCS, INT, L, IX 9: real :: TEMP 10: !$omp threadprivate (K, MCS, INT, TEMP, IP, IM, P, IS, IX, L) 11: end module ising_mod 12:
main.C について
main.C ファイルはプログラムのエントリーポイントとなるために必要です。ただし、main 関数の内容を変更する必要はありません。main.C の設定は必要に応じて変更してください。2.2.2 を参照してください。
CMakeLists.txt について
CMakeLists.txt を変更します（本文 2.3 を参照）。以下は CMakeLists.txt の例です。
1: cmake_minimum_required(VERSION 2.8.0 FATAL_ERROR)
2:
3: project(tutorial)
4:
5: find_package(ALPS REQUIRED NO_SYSTEM_ENVIRONMENT_PATH)
6: message(STATUS "ALPS version: ${ALPS_VERSION}")
7: include(${ALPS_USE_FILE})
8:
9: # Source code required to create and run file name
10: add_executable(tutorial main.C tutorial.f90)
11: target_link_libraries(tutorial ${ALPS_LIBRARIES} ${ALPS_FORTRAN_LIBRARIES})