7.1 スコープチェック機能の使用

スコープチェックを有効にするには、-xvpara および -xopenmp オプションを使用するとともに最適化レベルを -xO3 かそれ以上に設定してから OpenMP プログラムをコンパイルします。スコープチェックは、プログラムが -xopenmp=noopt でコンパイルされただけでは動作しません。最適化レベルが -xO3 未満の場合、コンパイラは警告メッセージを発行し、スコープチェックを行いません。

スコープチェック時には、コンパイラはすべての OpenMP 構文を確認します。いくつかの変数のスコープ宣言に問題がある場合は、コンパイラは警告メッセージを発行します。場合によっては、正しいデータ共有属性節が提案されます。

例:

例 7-1 スコープチェック

% cat t.c

#include <omp.h>
#include <string.h>

int main()
{
  int g[100], b, i;

  memset(g, 0, sizeof(int)*100);

  #pragma omp parallel for shared(b)
  for (i = 0; i < 100; i++)
  {
    b += g[i];
  }

  return 0;
}

% cc -xopenmp -xO3 -xvpara source1.c
"source1.c", line 10: Warning: inappropriate scoping
         variable 'b' may be scoped inappropriately as 'shared'
         . write at line 13 and write at line 13 may cause data race

"source1.c", line 10: Warning: inappropriate scoping
         variable 'b' may be scoped inappropriately as 'shared'
         . write at line 13 and read at line 13 may cause data race

コンパイラは、最適化レベルが -xO3 未満の場合はスコープチェックを行いません。

%  cc -xopenmp=noopt -xvpara source1.c
 "source1.c", line 10: Warning: Scope checking under vpara compiler 
option is supported with optimization level -xO3 or higher.
 Compile with a higher optimization level to enable this feature

次の例は、可能性のあるスコープ宣言エラーを示しています。

例 7-2 スコープ宣言エラーの例

% cat source2.c

#include <omp.h>

int main()
{
  int g[100];
  int r=0, a=1, b, i;

  #pragma omp parallel for private(a) lastprivate(i) reduction(+:r)
  for (i = 0; i < 100; i++)
  {
    g[i] = a;
    b = b + g[i];
    r = r * g[i];
  }

  a = b;
  return 0;
}

% cc -xopenmp -xO3 -xvpara source2.c
"source2.c", line 8: Warning: inappropriate scoping
        variable 'r' may be scoped inappropriately as 'reduction'
        . reference at line 13 may not be a reduction of the specified type

"source2.c", line 8: Warning: inappropriate scoping
        variable 'a' may be scoped inappropriately as 'private'
        . read at line 11 may be undefined
        . consider 'firstprivate'

"source2.c", line 8: Warning: inappropriate scoping
        variable 'i' may be scoped inappropriately as 'lastprivate'
        . value defined inside the parallel construct is not used outside
        . consider 'private'

"source2.c", line 8: Warning: inappropriate scoping
        variable 'b' may be scoped inappropriately as 'shared'
        . write at line 12 and write at line 12 may cause data race

"source2.c", line 8: Warning: inappropriate scoping
        variable 'b' may be scoped inappropriately as 'shared'
        . write at line 12 and read at line 12 may cause data race

この疑似的な例は、スコープチェックによって検出される典型的なスコープ宣言エラーを示します。

1. 縮約変数として r が指定され、この変数の演算は + となっているが、実際に行われるべき演算は * です。

2. PRIVATE として a が明示的にスコープ宣言されています。PRIVATE 変数には初期値がないので、行 11 の a への参照では、ガベージ値が取得されることがあります。コンパイラはこの問題を指摘し、a を FIRSTPRIVATE としてスコープ宣言するようプログラマに提案します。

3. 変数 i はループインデックス変数です。ループインデックスがループ後に使用される場合、プログラマはこれを LASTPRIVATE として指定することもあります。 しかし、この例では、i はループ後にはまったく参照されていません。コンパイラは警告を発行し、i を PRIVATE としてスコープ宣言するようプログラマに提案します。PRIVATE を LASTPRIVATE の代わりに使用すると、パフォーマンスが向上します。

4. プログラマは、変数 b に対してはデータ共有属性を明示的に指定しません。OpenMP 仕様 3.0 の 79 ページ、27 - 28 行によると、b は SHARED として暗黙的にスコープ宣言されます。ただし、b を SHARED としてスコープ宣言すると、データ競合が発生します。b の正しいデータ共有属性は REDUCTION です。