Brute force : OpenMP Thread

Bonjour,

J'avais produit il y a quelque temps un code pour réaliser toutes les combinaisons d'une chaîne (brute force donc). Même si en soit ce code ne sert à rien en lisant des articles sur les trheads et sur le calcul parallèle, j'ai voulu tester cela sur mon code.

Voici les trois codes ("normal" ; pthread ; openmp) :

Normal

Code:

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include <float.h>
#include <pthread.h>
 
int brute_force(char *charset, int nbChar);
void usage(char *nom_soft);
 
int brute_force(char *charset, int nbChar)
{
 
    int lenAlph = strlen(charset);
 
    int position[nbChar];
    int i,z;
    for (i = 0; i <  nbChar; i++)
        position[i] = 0;
    double nbPass;
    if (nbChar >= 3)
        nbPass = pow((double)lenAlph,(double)nbChar)-1;
    else
        nbPass = pow((double)lenAlph,(double)nbChar);
 
 
 
    double tailleKo, tailleMo, tailleGo;
    tailleKo = ((double)nbPass*((double)nbChar+2))/1024;
    tailleMo = tailleKo /1024;
    tailleGo = tailleMo /1024;
    fprintf(stderr, "Pour %.0f mots\nVous devez disposer d'environ : %.2f Ko soit %.2f Mo soit %.2f Go\n", nbPass, tailleKo, tailleMo, tailleGo);
    for(i=0; i < nbPass; i++)
    {
        for(z=0; z < nbChar; z++)
        {
            printf("%c", charset[position[z]]);
            position[z] += 1;
 
            int j = z;
            while(j >= 0)
            {
                if (position[j] == lenAlph)
                {
                    position[j] = 0;
                    position[j-1] +=1;
                }
                j--;
            }
 
 
        }
        puts("");
    }
 
    return nbPass;
}
 
void usage(char *nom_soft)
{
    fprintf(stderr, "Usage : %s <min> <max> (-c Charset) (-m|-u output)\n", nom_soft);
    fprintf(stderr, "min : Minimum length of words\n");
    fprintf(stderr, "max : Maximum length of words\n");
    fprintf(stderr, "Alphabet : caracters of the charset. Default is \"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\"\n");
    fprintf(stderr, "Output : -m : one file for each length\n");
    fprintf(stderr, "         -u : a single file\n");
    fprintf(stderr, "         default output is screen\n");
}
 
int main (int argc, char *argv[])
{
    int min, max;
    if ((argc <3) || (argc >7))
    {
        usage(argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    min = (int)strtol(argv[1], NULL,10);
    max = (int)strtol(argv[2],NULL,10);
 
    int i;
    if(max < min)
    {
        int tmp = min;
        min = max;
        max = tmp;
    }
 
 
 
 
    clock_t start, end;
    double elapsed;
 
    start = clock();                                  /* Lancement de la mesure */
    int nbPass = 0;
 
    for(i=min; i<=max; i++)
    {
        if ((argc == 5) && (strncmp(argv[3],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            nbPass += brute_force(argv[4], i);
        }
        else if ((argc == 7) && (strncmp(argv[5],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            nbPass += brute_force(argv[6], i);
        }
        else
        {
            nbPass += brute_force((char*)"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", i);
        }
    }
 
 
    fprintf(stderr, "FINISH\n");
    end = clock();                                    /* Arret de la mesure     */
 
    elapsed = ((double)end - start) / CLOCKS_PER_SEC; /* Conversion en seconde  */
 
    fprintf(stderr, "%d mots générés en %.2f secondes.\n", nbPass, elapsed);
 
    return EXIT_SUCCESS;
}

Pthread

Code:

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include <float.h>
#include <pthread.h>
 
 
struct data
{
    int nbChar;
    char *charset;
};
 
void *brute_force(void *p_data);
void usage(char *nom_soft);
 
void *brute_force(void *p_data)
{
    if(p_data != NULL)
    {
 
 
        struct data *p = p_data;
        int lenAlph = strlen(p->charset);
 
        int position[p->nbChar];
        int i,z;
        for (i = 0; i <  p->nbChar; i++)
            position[i] = 0;
        double nbPass;
        if (p->nbChar >= 3)
            nbPass = pow((double)lenAlph,(double)p->nbChar)-1;
        else
            nbPass = pow((double)lenAlph,(double)p->nbChar);
 
 
 
        double tailleKo, tailleMo, tailleGo;
        tailleKo = ((double)nbPass*((double)p->nbChar+2))/1024;
        tailleMo = tailleKo /1024;
        tailleGo = tailleMo /1024;
        fprintf(stderr, "Pour %.0f mots\nVous devez disposer d'environ : %.2f Ko soit %.2f Mo soit %.2f Go\n", nbPass, tailleKo, tailleMo, tailleGo);
 
        for(i=0; i < nbPass; i++)
        {
            for(z=0; z < p->nbChar; z++)
            {
                printf("%c", p->charset[position[z]]);
                position[z] += 1;
 
                int j = z;
                while(j >= 0)
                {
                    if (position[j] == lenAlph)
                    {
                        position[j] = 0;
                        position[j-1] +=1;
                    }
                    j--;
                }
 
 
            }
            puts("");
        }
 
        return (void*)NULL/*nbPass*/;
 
    }
    return (void*)NULL;
}
 
void usage(char *nom_soft)
{
    fprintf(stderr, "Usage : %s <min> <max> (-c Charset) (-m|-u output)\n", nom_soft);
    fprintf(stderr, "min : Minimum length of words\n");
    fprintf(stderr, "max : Maximum length of words\n");
    fprintf(stderr, "Alphabet : caracters of the charset. Default is \"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\"\n");
    fprintf(stderr, "Output : -m : one file for each length\n");
    fprintf(stderr, "         -u : a single file\n");
    fprintf(stderr, "         default output is screen\n");
}
 
int main (int argc, char *argv[])
{
    int min, max;
    if ((argc <3) || (argc >7))
    {
        usage(argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    min = (int)strtol(argv[1], NULL,10);
    max = (int)strtol(argv[2],NULL,10);
 
    int i;
    if(max < min)
    {
        int tmp = min;
        min = max;
        max = tmp;
    }
 
 
 
 
    clock_t start, end;
    double elapsed;
 
    start = clock();                                  /* Lancement de la mesure */
    int nbPass = 0;
 
    pthread_t threads[max-min+1];
    struct data data_threads[max-min+1];
 
 
 
 
    int rc;
 
    for(i=min; i<=max; i++)
    {
 
        if ((argc == 5) && (strncmp(argv[3],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            data_threads[i].nbChar = i;
 
            data_threads[i].charset = malloc(strlen(argv[4])*sizeof(char));
            if(data_threads[i].charset==NULL)
            {
                printf("erreur d'allocation mémoire\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            strncpy(data_threads[i].charset,argv[4],strlen(argv[4]));
        }
        else if ((argc == 7) && (strncmp(argv[5],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            data_threads[i].nbChar = i;
            data_threads[i].charset = malloc(strlen(argv[6])*sizeof(char));
            if(data_threads[i].charset==NULL)
            {
                printf("erreur d'allocation mémoire\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            strncpy(data_threads[i].charset,argv[6],strlen(argv[6]));
        }
        else
        {
            data_threads[i].nbChar = i;
            data_threads[i].charset = malloc(strlen("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ")*sizeof(char));
            if(data_threads[i].charset==NULL)
            {
                printf("erreur d'allocation mémoire\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            strncpy(data_threads[i].charset,"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ",strlen("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"));
        }
 
        rc = pthread_create(&threads[i], NULL, brute_force, &data_threads[i]);
        pthread_join (threads[i], NULL);
        if (rc)
        {
            printf("ERROR; return code from pthread_create() is %d\n", rc);
            exit(-1);
        }
    }
 
    fprintf(stderr, "FINISH\n");
    end = clock();                                    /* Arret de la mesure     */
 
    elapsed = ((double)end - start) / CLOCKS_PER_SEC; /* Conversion en seconde  */
 
    fprintf(stderr, "%d mots générés en %.2f secondes.\n", nbPass, elapsed);
 
    return EXIT_SUCCESS;
}

Openmp

Code:

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include <float.h>
#include <omp.h>
 
int brute_force(char *charset, int nbChar);
void usage(char *nom_soft);
 
int brute_force(char *charset, int nbChar)
{
 
    int lenAlph = strlen(charset);
 
    int position[nbChar];
    int i,z;
    for (i = 0; i <  nbChar; i++)
        position[i] = 0;
    double nbPass;
    if (nbChar >= 3)
        nbPass = pow((double)lenAlph,(double)nbChar)-1;
    else
        nbPass = pow((double)lenAlph,(double)nbChar);
 
 
 
    double tailleKo, tailleMo, tailleGo;
    tailleKo = ((double)nbPass*((double)nbChar+2))/1024;
    tailleMo = tailleKo /1024;
    tailleGo = tailleMo /1024;
    fprintf(stderr, "Pour %.0f mots\nVous devez disposer d'environ : %.2f Ko soit %.2f Mo soit %.2f Go\n", nbPass, tailleKo, tailleMo, tailleGo);
    for(i=0; i < nbPass; i++)
    {
        for(z=0; z < nbChar; z++)
        {
            printf("%c", charset[position[z]]);
            position[z] += 1;
 
            int j = z;
            while(j >= 0)
            {
                if (position[j] == lenAlph)
                {
                    position[j] = 0;
                    position[j-1] +=1;
                }
                j--;
            }
 
 
        }
        puts("");
    }
 
    return nbPass;
}
 
void usage(char *nom_soft)
{
    fprintf(stderr, "Usage : %s <min> <max> (-c Charset) (-m|-u output)\n", nom_soft);
    fprintf(stderr, "min : Minimum length of words\n");
    fprintf(stderr, "max : Maximum length of words\n");
    fprintf(stderr, "Alphabet : caracters of the charset. Default is \"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\"\n");
    fprintf(stderr, "Output : -m : one file for each length\n");
    fprintf(stderr, "         -u : a single file\n");
    fprintf(stderr, "         default output is screen\n");
}
 
int main (int argc, char *argv[])
{
    int min, max;
    if ((argc <3) || (argc >7))
    {
        usage(argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    min = (int)strtol(argv[1], NULL,10);
    max = (int)strtol(argv[2],NULL,10);
 
    int i;
    if(max < min)
    {
        int tmp = min;
        min = max;
        max = tmp;
    }
 
 
 
 
    clock_t start, end;
    double elapsed;
 
    start = clock();                                  /* Lancement de la mesure */
    int nbPass = 0;
#pragma omp parallel for private(i)
    for(i=min; i<=max; i++)
    {
        if ((argc == 5) && (strncmp(argv[3],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            nbPass += brute_force(argv[4], i);
        }
        else if ((argc == 7) && (strncmp(argv[5],"-c",(size_t)2)==0))
        {
            nbPass += brute_force(argv[6], i);
        }
        else
        {
            nbPass += brute_force((char*)"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", i);
        }
    }
 
 
    fprintf(stderr, "FINISH\n");
    end = clock();                                    /* Arret de la mesure     */
 
    elapsed = ((double)end - start) / CLOCKS_PER_SEC; /* Conversion en seconde  */
 
    fprintf(stderr, "%d mots générés en %.2f secondes.\n", nbPass, elapsed);
 
    return EXIT_SUCCESS;
}

Je pense que je fait une erreur sur les codes threads et parallèle car voici le résultat de mes tests pour le charset par défaut avec mini 2 et max 5 :

thread : 29.17 s
openmp : 29.12 s
normal : 22 s

Quelles sont mes erreurs ? Comment puis-je améliorer ce résultat ?