\section{Cerium TaskManager}\label{section:cerium}

Cerium Task Manager は並列プログラミングフレームワークであり、内部では C や C++ で実装されている。
Cerium Task Manager は、User が並列処理を Task 単位で記述し、関数やサブルーチンを Task として扱い、その Task に対して Input Data、Output Data を設定する。
Input Data、Output Data とは関数でいう引数に相当する。そして Task が複数存在する場合、それらに依存関係を設定することができる。
そして、それに基づいた設定の元で Task Manager にて管理し実行される。
Cerium Task Manager は PlayStation 3/Cell、Mac OS X 及び Linux 上で利用することが可能である。

図\ref{fig:cerium} は Cerium が Task を作成・実行する場合のクラスの構成となる。User が createtask を行い、input data や Task の依存関係の設定を行うと、TaskManager で Task が生成される。
Task 毎に依存関係を表す wait\_i と wait\_me というリストがあり、依存関係が解消されて実行可能になった Task は ActiveTaskList に移される。さらに、Scheduler に転送する際には TaskList に変換を行ってから各 Scheduler に転送される。

\begin{figure}[htbp]
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.3]{images/ceriumtaskmanager.pdf}
\end{center}
\caption{Cerium Task Manager}
\label{fig:cerium}
\end{figure}

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\subsection{Cerium Task Manager を使った例題}
今回計測に使用した例題 WordCount を例にとり、以下に Task の生成部分を以下に示す。
このプログラムは、WordCount Task と Print Task の2種類の Task から構成される。

input data とは、mmap や read で読み込んだファイルであり、このファイルを $ n $ KByte の大きさに分割して、WordCount Task にそれぞれ割り当てる。

WordCount Task は、input された data の単語数と行数をカウントし、それらを output に指定された data 領域に書きこむ。

以下に WordCount の Task 生成部分を示す。

\begin{verbatim}
exec = manager->create_task(TASK_EXEC);
exec->set_inData(0,
                file_mmap + i*division_size,
                size);
exec->set_outData(0,o_data + i*out_size,
                division_out_size);

exec->set_cpu(spe_cpu);
exec->spawn();
i++;
\end{verbatim}

\begin{tiny}
  \begin{table}[ht]
    \begin{center}
      \label{table:create_taskAPI}
      \small
      \begin{tabular}[t]{c|l}
        \hline
        create\_task& Task を生成する \\
        \hline
        set\_inData & Task に入力データのアドレスを追加 \\
        \hline
        set\_outData & Task に出力データのアドレスを追加 \\
        \hline
        set\_cpu & Task を実行するデバイスの設定  \\
        \hline
        spawn & 生成した Task を TaskList に set \\
        \hline
      \end{tabular}
      \caption{Task 生成における API}
    \end{center}
  \end{table}
\end{tiny}
set\_inData には、WordCount Task が担当するテキストの範囲を設定し、set\_outData にはその範囲の単語数や行数、範囲の先頭と末尾の状態を表すフラグを配列として格納してる。
input data は分割されたデータが送られてくるため、分割された前後のテキストがどうなっているかはわからない。
そのため、担当範囲であるデータの先頭と末尾のパラメータを単語数と行数の他に付け加える。後にそのデータを他の WordCount の結果と照らし合わせ、分割されたテキストを正しく整合する。

Task の記述は以下のようになる。
\\

\begin{verbatim}
wordcount(SchedTask *s, void *rbuf, void *wbuf)
{
    char *i_data = (char *)s->get_input(0);
    unsigned long long *o_data =
        (unsigned long long *)s->get_output(0);
    unsigned long long *head_tail_flag =
                                o_data + 2;
    int length = (int)s->get_inputSize(0);

    head_tail_flag[0] =
        (i_data[0] != 0x20) &&
        (i_data[0] != 0x0A);

    word_num -= 1-head_tail_flag[0];

    for (; i < length; i++) {
        if (i_data[i] == 0x20) {
            word_flag = 1;
        } else if (i_data[i] == 0x0A) {
            line_num += 1;
            word_flag = 1;
        } else {
            word_num += word_flag;
            word_flag = 0;
        }
    }

    word_num += word_flag;
    head_tail_flag[1] =
        (i_data[i-1] != 0x20) &&
        (i_data[i-1] != 0x0A);

    o_data[0] = (unsigned long long)word_num;
    o_data[1] = (unsigned long long)line_num;

    return 0;
}
\end{verbatim}

\begin{tiny}
  \begin{table}[ht]
    \begin{center}
      \label{table:taskAPI}
      \small
      \begin{tabular}[t]{c|l}
        \hline
        get\_input & Scheduler から input data を取得 \\
        \hline
        get\_output & Scheduler から output data を取得 \\
        \hline
        get\_param & set\_param した値を取得 \\
        \hline
      \end{tabular}
      \caption{Task 側で使用する API}
    \end{center}
  \end{table}
\end{tiny}

Print Task は WordCount Task によって書き出された単語数と行数を集計し、結果を出力する Task である。
WordCount Task が全て走り終わったあとに、Print Task が走るように依存関係を設定している。(図\ref{fig:wordcount})


\begin{figure}[htbp]
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{images/wordcount.pdf}
\end{center}
\caption{WordCount Model}
\label{fig:wordcount}
\end{figure}

\if0
単語数や行数、そして担当範囲の先頭と末尾の文字列の状態を配列としてデータを保持している。
その配列を Print Task にて処理を行い単語数、行数を集計する。

しかし、分割のされ方によっては、単語数がカウントされない場合がある。(((図が必要!!!)))


Print Task の記述は以下のようになる。

\begin{verbatim}
static int
run_print(SchedTask *s, void *rbuf, void *wbuf)
{
    WordCount *w = (WordCount*)s->get_input(0);
    unsigned long long *idata = w->o_data;
    long status_num = w->status_num;
    int out_task_num = w->out_task_num;

    unsigned long long word_data[2];

    int flag_cal_sum = 0;

    for (int i = 0; i < out_task_num ; i++) {
        word_data[0] += idata[i*w->out_size+0];
        word_data[1] += idata[i*w->out_size+1];
        unsigned long long *head_tail_flag = 
            &idata[i*w->out_size+2];
        if((i!=out_task_num-1)&&
           (head_tail_flag[1] == 1) &&
           (head_tail_flag[4] == 0)) {
            flag_cal_sum++;
        }
    }

    word_data[0] += flag_cal_sum;

    for (int i = status_num-1; i >=0; i--) {
        s->printf("%llu ",word_data[i]);
    }
    return 0;
}
\end{verbatim}
\fi