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c - OpenMP 任务的随机值生成器错误

问题描述

我正在尝试在使用 OpenMP 任务时开发基于蒙特卡洛方法计算 Pi 的微代码。看来我在该代码中遇到了一些麻烦。事实上，我的应用程序只是崩溃了，我得到了来自 gomp_barrier 函数的分段错误......

我不知道我的代码是否做错了，但我花了一点时间尝试调试它，但我什么也没找到。当我简单地使用随机值生成器删除 x 和 y 的计算时，代码运行良好......但是如果我添加对 rand_r 或 srand48_r 的调用，我就会遇到这个段错误。所以也许，我对这些功能的使用是错误的。有人有想法吗？

这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <inttypes.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

#include "omp.h"

#define TRIALS_PER_THREAD 10E6

int main(int argc, char** argv)
{
  uint64_t const n_test = TRIALS_PER_THREAD;
  uint64_t i;
  double pi = 0.;

  int nb_threads = 2;
  #pragma omp parallel shared(nb_threads)
  {
    #pragma omp master
      nb_threads = omp_get_num_threads();

  }
  fprintf(stdout, "Nb threads: %d\n", nb_threads);

  uint64_t* result = (uint64_t*)malloc(sizeof(uint64_t) * nb_threads);
  for(i = 0; i < nb_threads; ++i)
  {
    result[i] = 0;
  }

  int nb_test_per_thread = 20;

  #pragma omp parallel\
  shared(result)\
  firstprivate(n_test,nb_test_per_thread)
  {
    unsigned int seed;
    struct drand48_data randBuffer;

    seed = time(NULL) ^ omp_get_thread_num() ^ getpid();
    srand48_r(seed, &randBuffer);

    for(int k = 0; k < nb_test_per_thread; ++k)
    {
      #pragma omp task shared(result, seed, randBuffer)
      {
        uint64_t local_res = 0;
        double x = 0., y = 0.;
        for(i = 0; i < n_test; ++i)
        {
          drand48_r(&randBuffer, &x);// / (double)RAND_MAX;
          drand48_r(&randBuffer, &y);// / (double)RAND_MAX;

          local_res += (((x * x) + (y * y)) <= 1);
        }
        int tid = omp_get_thread_num();
        result[tid] += local_res;
      }
    }
  }

  for(i = 0; i < nb_threads; ++i)
  {
    pi += result[i];
  }

  fprintf(stdout, "%ld of %ld throws are in the circle !\n", (uint64_t)pi, n_test*nb_test_per_thread*nb_threads);
  pi *= 4;
  pi /= (double)(n_test*nb_test_per_thread*nb_threads);
  fprintf(stdout, "Pi ~= %f\n", pi);

  return 0;
}

预先感谢您的帮助 ！

标签： crandomopenmp

解决方案

您的使用drand48_r(&randBuffer, &x);具有竞争条件，因为每个 OpenMP 线程共享randBuffer.

根据Linuxdrand48_r()手册页：

概要

   #include <stdlib.h>

   int drand48_r(struct drand48_data *buffer, double *result);

  ...

...

属性

有关本节中使用的术语的解释，请参阅 attributes(7)。

   ┌──────────────────────────┬───────────────┬─────────────────────┐
   │Interface                 │ Attribute     │ Value               │
   ├──────────────────────────┼───────────────┼─────────────────────┤
   │drand48_r(), erand48_r(), │ Thread safety │ MT-Safe race:buffer │
   │lrand48_r(), nrand48_r(), │               │                     │
   │mrand48_r(), jrand48_r(), │               │                     │
   │srand48_r(), seed48_r(),  │               │                     │
   │lcong48_r()               │               │                     │
   └──────────────────────────┴───────────────┴─────────────────────┘

请注意ATTRIUBTES表中MT-Safe race:buffer的。

根据属性（7）手册页：

   `:identifier`

注释有时可能会跟在标识符后面，旨在将多个函数分组，例如，以不安全的方式访问数据结构，如race和const...

由于数据竞争条件，多个并行调用drand48_r()不能安全地共享相同的参数。buffer

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