コンパイラエラー

C言語におけるOpenMPエラー C3004 について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

C言語でOpenMPを利用する際、コンパイル時にエラーC3004が発生する場合があります。

このエラーは、サポートされていないOpenMP句をディレクティブに記述したときに表示されます。

例えば、#pragma omp singleディレクティブにshared句を指定するとエラーが出ます。

正しいOpenMP句の使用方法を確認することで解決できます。

目次から探す

エラーC3004の発生原因
- OpenMPディレクティブの仕様
- コンパイラによるエラー判定の仕組み
エラー発生例のコード解析
- エラー例コードの詳細解説
対応方法と修正手法
- 正しいOpenMP句の利用方法
注意点と留意事項
- 修正時の検証ポイント
まとめ

エラーC3004の発生原因

OpenMPディレクティブを記述する際、各ディレクティブごとに使用できる句が決まっています。

コンパイラはこれらの制約に従ってコードを解析し、許可されていない句が使用された場合にエラーC3004を出力します。

以下では、その仕様と実際にどのようにエラーが発生するかについて説明します。

OpenMPディレクティブの仕様

OpenMPでは、並列処理やタスクの管理のためにさまざまなディレクティブが用意されています。

それぞれのディレクティブは、指定できる句が異なります。

たとえば、parallelディレクティブではshared、private、firstprivateなどの句が使用可能ですが、singleディレクティブなど、制限の厳しいディレクティブでは使用できない句があります。

利用可能な句とその制限

OpenMPディレクティブで利用できる句は、各ディレクティブ固有の仕様に基づいています。

以下の表は、よく利用されるディレクティブとその対応句の一例です。

parallelディレクティブ
- 利用可能な句：shared、private、firstprivate、lastprivate など
singleディレクティブ
- 使用目的：1つのスレッドのみが実行するコードを指定する
- 利用できない句：shared句など、スレッド間の共有を明示する句は不適切

使用可能な句について、OpenMPの仕様書では

$許可された句の総数 = \sum_{i = 1}^{n} a_{i}$

といった形で形式的な説明がなされていますが、実際のプログラムでは各ディレクティブごとに明確に決められたルールを確認する必要があります。

shared句の不正な使用例

たとえば、singleディレクティブにshared句を指定すると、対象のディレクティブの目的に反するため、コンパイラはエラーC3004を出力します。

以下は、その一例として示されるコードです。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int x, y;
    // 'single'ディレクティブに'shared'句を使用しており、エラーが発生する例です。
    #pragma omp single shared(x, y)  // C3004エラー発生
    x = y;
    return 0;
}

このコードでは、singleディレクティブでshared句が指定されているために、コンパイラが句の不適合を検出し、エラーを報告します。

コンパイラによるエラー判定の仕組み

コンパイラは、ソースコード中のOpenMPディレクティブを解析する際、各ディレクティブごとに適用可能な句が定義されているかどうかを確認します。

もし、使用不可能な句が含まれている場合、以下のような手順でエラー判定が行われます。

ディレクティブの文法解析時に、各句がそのディレクティブに対して有効かどうかがチェックされる
無効な句が検出されると、エラーC3004として、どの句が不正かがユーザーに報告される

この仕組みにより、プログラマは誤った句の利用にすぐに気付くことができ、正しい記述に修正する手がかりが得られます。

エラー発生例のコード解析

実際にエラーC3004が発生するコード例について詳しく見ていきます。

ここでは、該当行の解説とコンパイルオプションとの関係について説明します。

エラー例コードの詳細解説

以下は、エラーC3004が発生するシンプルなサンプルコードです。

コードでは、singleディレクティブに対してshared句を使用しているためにエラーが発生します。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int x, y;
    // 'shared'句は、'single'ディレクティブでは使用できず、エラーC3004が出力されます。
    #pragma omp single shared(x, y)  // エラー行：不正な句の使用
    x = y;
    return 0;
}

該当行の解説とエラーメッセージの確認

上記コードのコメント行にも記述されているとおり、#pragma omp single shared(x, y)の行でエラーC3004が発生します。

コンパイラは、singleディレクティブに不適格なshared句が指定されていることを検出すると、次のようなエラーメッセージを表示します。

エラーメッセージ例:

「’shared’: 句は OpenMP ‘directive’ ディレクティブで無効です」

このエラーメッセージにより、どの部分が誤りなのかが明確になっています。

コンパイルオプションとの関連性

このサンプルコードは、OpenMPを有効にしてコンパイルする必要があります。

例えば、Microsoft Visual C++の場合は、/openmpオプションを付与してコンパイルする必要があります。

OpenMPオプションが有効になっていない状態でコンパイルすると、正しいエラーチェックが行われず、別の挙動となる場合があります。

以下は、コンパイル例です。

コンパイル例(Microsoft Visual C++の場合):

コマンドプロンプトで

cl /openmp C3004.c

と入力することで、OpenMPの句チェックが有効となり、エラーC3004の原因が正確に報告されます。

対応方法と修正手法

エラーC3004の原因となる不正なOpenMP句の利用に対しては、正しい句の利用方法に修正する必要があります。

ここでは、正しいOpenMP句の利用方法と、修正前後のコード比較、さらに他のディレクティブとの違いについて説明します。

正しいOpenMP句の利用方法

OpenMPディレクティブを使用する際は、それぞれのディレクティブで許容される句のみを使用する必要があります。

たとえば、singleディレクティブの場合、shared句は使用できず、必要な場合は変数の扱いを見直す必要があります。

また、別のディレクティブではshared句が有効であるため、それぞれのディレクティブの仕様を確認しながら記述することが大切です。

修正前後のコード比較

以下に、エラーが出る修正前のコードと、エラーを解消した修正後のコードを示します。

修正前(エラー発生例):

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int x, y;
    // 'single'ディレクティブに'shared'句を使用しておりエラーC3004が発生します。
    #pragma omp single shared(x, y)  // エラー行
    x = y;
    return 0;
}

修正後(エラー解消例):

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int x, y;
    // 'single'ディレクティブでは、'shared'句を削除しました。
    #pragma omp single
    x = y;
    return 0;
}

上記の修正後のコードでは、shared句が削除され、singleディレクティブの仕様に沿った記述になっています。

この修正により、エラーC3004は解消されます。

適用可能な他ディレクティブとの違い

たとえば、parallelディレクティブではshared句が正しく利用可能です。

以下に、parallelディレクティブを用いた正しいコード例を示します。

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int main(void)
{
    int a = 0;
    // 'parallel'ディレクティブでは、'shared'句が有効に使用できます。
    #pragma omp parallel shared(a)
    {
        // 複数のスレッドで'a'を共有してアクセスする処理
        a++;
    }
    printf("Result: %d\n", a);
    return 0;
}

こちらのコードでは、parallelディレクティブの文脈においてshared句が正しく指定されているため、エラーは発生しません。

各ディレクティブの仕様を理解し、適切な句を用いることが重要です。

注意点と留意事項

エラーC3004の修正が完了した後も、修正内容が他の環境に影響を及ぼさないかを検証する必要があります。

以下では、修正時の検証方法と将来的なバージョンアップ時に考慮すべき点について説明します。

修正時の検証ポイント

不正なOpenMP句の修正後に、プログラム全体が意図した通りに動作するかを検証するため、いくつかのチェックポイントがあります。

以下のポイントに重点を置くとよいです。

コード内のすべてのOpenMPディレクティブが仕様に従って記述されているか
複数のコンパイラや開発環境でコンパイル・実行テストを行う
並列処理の結果や変数の状態が正しいことを確認する

開発環境での動作確認方法

開発環境での確認は、以下の手順で行うとよいです。

OpenMPのオプション(例：/openmp)を指定してコンパイルする
並列領域ごとに出力結果が想定通りになっているか、ログを確認する
並列実行時の競合状態が発生していないか、変数のスレッド間の状態をデバッグツールで監視する

これらの手順を踏むことで、修正による副作用がないことを確かめることができます。

将来的なバージョンアップへの考慮事項

OpenMPの仕様は将来的なバージョンアップにより変更される可能性があります。

以下の点に留意して開発を進めるとよいでしょう。

最新のOpenMP仕様書を定期的に確認し、記述内容の更新を行う
複数のコンパイル環境でテストを実施し、互換性を検証する
新しいディレクティブや句が追加された場合、既存コードへの影響を評価する

これらの検証と考慮を行うことで、今後の環境変化にも柔軟に対応できるコードの保守が可能となります。

まとめ

この記事では、OpenMPディレクティブにおける使用可能な句の制限について理解できる内容となっています。

特に、singleディレクティブに不適切なshared句を使用した場合にエラーC3004が発生する原因と、コンパイラがどのようにエラーチェックするかを解説しました。

また、エラー発生例の詳細なコード解析や正しい句の利用方法、修正前後のコード比較、さらには実際の動作確認方法や将来のバージョンアップへの検証ポイントについても学べます。