2.1.3 prime_pthr.c のソースコード

prime_pthr.c のソースコードは次に示すとおりです。

  1  /*
  2   * Copyright (c) 2006, 2010, Oracle and/or its affiliates. All Rights Reserved.
  3   * @(#)prime_pthr.c 1.4 (Oracle) 10/03/26
  4   */
  5
  6  #include <stdio.h>
  7  #include <math.h>
  8  #include <pthread.h>
  9
 10  #define THREADS 4
 11  #define N 10000
 12
 13  int primes[N];
 14  int pflag[N];
 15  int total = 0;
 16
 17  int is_prime(int v)
 18  {
 19      int i;
 20      int bound = floor(sqrt(v)) + 1;
 21
 22      for (i = 2; i < bound; i++) {
 23          /* no need to check against known composites */
 24          if (!pflag[i])
 25              continue;
 26          if (v % i == 0) {
 27              pflag[v] = 0;
 28              return 0;
 29          }
 30      }
 31      return (v > 1);
 32  }
 33
 34  void *work(void *arg)
 35  {
 36      int start;
 37      int end;
 38      int i;
 39
 40      start = (N/THREADS) * (*(int *)arg);
 41      end = start + N/THREADS;
 42      for (i = start; i < end; i++) {
 43          if ( is_prime(i) ) {
 44              primes[total] = i;
 45              total++;
 46          }
 47      }
 48      return NULL;
 49  }
 50
 51  int main(int argn, char **argv)
 52  {
 53      int i;
 54      pthread_t tids[THREADS-1];
 55
 56      for (i = 0; i < N; i++) {
 57          pflag[i] = 1;
 58      }
 59
 60      for (i = 0; i < THREADS-1; i++) {
 61          pthread_create(&tids[i], NULL, work, (void *)&i);
 62      }
 63
 64      i = THREADS-1;
 65      work((void *)&i);
 66
 67      for (i = 0; i < THREADS-1; i++) {
 68          pthread_join(tids[i], NULL);
 69      }
 70
 71      printf("Number of prime numbers between 2 and %d: %d\n",
 72             N, total);
 73
 74      return 0;
 75  }

2.1.3.1 prime_omp.c および prime_pthr.c でのデータの競合の影響

コードに競合状態が含まれ、実行するごとに別々の計算結果が得られる場合、メモリーアクセスの順序は決まっていません。

例をコンパイルして実行できるので、prime_omp または prime_pthr を実行するごとに、コード内のデータの競合によって誤ったまたは矛盾した結果が生じることがわかります。

次の例で、太字のコマンドを入力して、prime_omp プログラムをコンパイルし実行します。

% cc -xopenmp=noopt  -o prime_omp prime_omp.c -lm
%
% ./prime_omp
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1229
% ./prime_omp
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1228
% ./prime_omp
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1229

次の例で、太字のコマンドを入力して、prime_pthr プログラムをコンパイルし実行します。

% cc -mt -o prime_pthr prime_pthr.c -lm
%
% ./prime_pthr
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1140
% ./prime_pthr
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1122
% ./prime_pthr
Number of prime numbers between 2 and 10000: 1141

各プログラムを 3 回実行した結果が矛盾していることに注意してください。矛盾した結果が表示されるまで、4 回以上プログラムを実行する必要がある場合もあります。

次に、データの競合が生じている位置を特定できるように、コードを計測し、実験を作成します。