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Sun Studio 12: スレッドアナライザユーザーズガイド

2.1 チュートリアル用ソースファイル

このチュートリアルでは、ともにデータ競合を含む 2 つのプログラムを使用します。

2.1.1 omp_prime.c の全コード

1   #include <stdio.h>
2   #include <math.h>
3   #include <omp.h>
4
5   #define THREADS 4
6   #define N 3000
7
8   int primes[N];
9   int pflag[N];
10
11  int is_prime(int v)
12  {
13      int i;
14      int bound = floor(sqrt ((double)v)) + 1;
15      
16      for (i = 2; i < bound; i++) {
17          /* 判定済み合成数のチェックは不要 */ 
18          if (!pflag[i]) 
19              continue;
20          if (v % i == 0) { 
21              pflag[v] = 0;
22              return 0;
23          }
24      }
25      return (v > 1); 
26  }
27
28  int main(int argn, char **argv)
29  {
30      int i;
31      int total = 0;
32
33  #ifdef _OPENMP
34      omp_set_num_threads(THREADS);
35      omp_set_dynamic(0);
36  #endif
37
38      for (i = 0; i < N; i++) {
39          pflag[i] = 1; 
40      }
41      
42      #pragma omp parallel for
43      for (i = 2; i < N; i++) {
44          if ( is_prime(i) ) {
45              primes[total] = i;
46              total++;
47          }
48      }
49      printf("Number of prime numbers between 2 and %d: %d\n",
50             N, total);
51      for (i = 0; i < total; i++) {
52          printf("%d\n", primes[i]);
53      }
54
55  return 0;
56  }

2.1.2 pthr_prime.c の全コード

1   #include <stdio.h>
2   #include <math.h>
3   #include <pthread.h>
4
5   #define THREADS 4
6   #define N 3000
7
8   int primes[N];
9   int pflag[N];
10  int total = 0;
11
12  int is_prime(int v)
13  {
14      int i;
15      int bound = floor(sqrt ((double)v)) + 1;
16
17      for (i = 2; i < bound; i++) {
18          /* 判定済み合成数のチェックは不要 */ 
19          if (!pflag[i])
20              continue;
21          if (v % i == 0) {
22              pflag[v] = 0;
23              return 0;
24          }
25      }
26      return (v > 1); 
27  }
28
29  void *work(void *arg)
30  {
31      int start;
32      int end;
33      int i;
34
35      start = (N/THREADS) * (*(int *)arg) ;
36      end = start + N/THREADS;
37      for (i = start; i < end; i++) {
38          if ( is_prime(i) ) {
39              primes[total] = i;
40              total++;        
41          }
42      }
43      return NULL;
44  }
45
46  int main(int argn, char **argv)
47  {
48      int i;
49      pthread_t tids[THREADS-1];
50
51      for (i = 0; i < N; i++) {
52          pflag[i] = 1; 
53      }
54
55      for (i = 0; i < THREADS-1; i++) {
56          pthread_create(&tids[i], NULL, work, (void *)&i);
57      }
58
59      i = THREADS-1;
60      work((void *)&i);
61      
62      printf("Number of prime numbers between 2 and %d: %d\n",
63             N, total);
64      for (i = 0; i < total; i++) {
65          printf("%d\n", primes[i]);
66      }
67  
68      return 0;
69  }

2.1.2.1 omp_prime.c と pthr_prime.c 内のデータ競合

「2.1.1 omp_prime.c の全コード」 で記したように、コードに競合状態が含まれている場合、メモリーアクセスの順序は非決定的であり、実行のたびに演算結果は異なります。omp_prime.c のコードにはデータ競合があるため、実行のたびに不正な結果や矛盾する結果が出されます。次にその出力例を示します。

% cc -xopenmp=noopt omp_prime.c -lm
% a.out | sort -n
0
0
0
0
0
0
0
Number of prime numbers between 2 and 3000: 336
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29
31
37
41
43
47
53
59
61
67
71
...
2971
2999

% a.out | sort -n
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Number of prime numbers between 2 and 3000: 325
3
5
7
13
17
19
23
29
31
41
43
47
61
67
71
73
79
83
89
101
...
2971
2999

同様に、pthr_prime.c にもデータ競合があるため、プログラムの実行のたびに、次に示すような不正な結果や矛盾する結果が出されることがあります。

% cc pthr_prime.c -lm -mt                             .
% a.out | sort -n
Number of prime numbers between 2 and 3000: 304
751
757
761
769
773
787
797
809
811
821
823
827
829
839
853
857
859
863
877
881
...
2999
2999

% a.out | sort -n
Number of prime numbers between 2 and 3000: 314
751
757
761
769
773
787
797
809
811
821
823
827
839
853
859
877
881
883
907
911
...
2999
2999