Fortran 为什么此openmp代码中出现分段错误？_Fortran_Openmp

Fortran 为什么此openmp代码中出现分段错误？

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Fortran 为什么此openmp代码中出现分段错误？,fortran,openmp,Fortran,Openmp,主程序： program main use omp_lib

主程序：

program main                                                                                                                                                    
  use omp_lib                                                                                                                                                   
  use my_module                                                                                                                                                 
  implicit none                                                                                                                                                 

  integer, parameter :: nmax = 202000                                                                                                                           
  real(8) :: e_in(nmax) = 0.D0                                                                                                                                  
  integer i                                                                                                                                                     

call omp_set_num_threads(2)                                                                                                                                     
!$omp parallel default(firstprivate)                                                                                                                            
!$omp do                                                                                                                                                        
  do i=1,2                                                                                                                                                      
     print *, e_in(i)                                                                                                                                           
     print *, eTDSE(i)                                                                                                                                          
  end do                                                                                                                                                        
!$omp end do                                                                                                                                                    
!$omp end parallel                                                                                                                                              
end program main

模块：

module my_module                                                                                                                                                
  implicit none                                                                                                                                                 

  integer, parameter, private :: ntmax = 202000                                                                                                  
  double complex :: eTDSE(ntmax) = (0.D0,0.D0)                                                                                                                  
!$omp threadprivate(eTDSE)                                                                                                                                      

end module my_module

使用以下方式编译：

ifort -openmp main.f90 my_module.f90

它给出了执行时的分段错误。如果删除主程序中的某个打印命令，则运行正常。另外，如果删除omp函数并在不使用-openmp选项的情况下编译，它也可以正常运行。

此行为最可能的原因是堆栈大小限制太小（无论出于何种原因）。由于中的

e_对每个OpenMP线程都是私有的，因此在线程堆栈上为每个线程分配一个副本（即使您指定了-堆数组
！）<代码>202000

实数元素（种类=8）占用1616kb（或1579kib）

堆栈大小限制可以通过以下几种机制控制：

在标准Unix系统外壳上，堆栈大小由
```
ulimit-s
```
控制。这也是主OpenMP线程的堆栈大小限制。POSIX线程（
```
pthreads
```
）库在创建新线程时也将此限制值用作默认线程堆栈大小
OpenMP支持通过环境变量
```
OMP\u STACKSIZE
```
控制所有附加线程的堆栈大小限制。其值是一个带有可选后缀的数字，KiB为
```
k
```
/
```
k
```
，MiB为
```
m
```
/
```
m
```
FFO，GiB为
```
g
```
/
```
g
```
。此值不影响主线程的堆栈大小
GNU OpenMP运行时（
```
libgomp
```
）识别非标准环境变量
```
GOMP\u STACKSIZE
```
。如果设置，它将覆盖
```
OMP\u STACKSIZE
```
的值
英特尔OpenMP运行时识别非标准环境变量
```
KMP\u STACKSIZE
```
。如果设置，则会覆盖
```
OMP\u STACKSIZE
```
的值，如果使用兼容OpenMP运行时（默认情况下，当前唯一可用的英特尔OpenMP运行时库是
```
compat
```
库），则还会覆盖
```
GOMP\u STACKSIZE
```
的值
如果未设置任何
```
*\u STACKSIZE
```
变量，则在32位体系结构上英特尔OpenMP运行时的默认值为
```
2m
```
，在64位体系结构上为
```
4m
```
在Windows上，主线程的堆栈大小是PE头的一部分，并由链接器嵌入其中。如果使用Microsoft的
```
链接
```
进行链接，则使用
```
/STACK:reserve[，commit]
```
指定大小。
```
reserve
```
参数指定以字节为单位的最大堆栈大小，而可选的
```
commit
```
参数指定初始提交大小。可以使用
```
0x
```
前缀将两者指定为十六进制值。如果不选择重新链接可执行文件，则可以通过使用编辑PE头来修改堆栈大小。它采用与链接器相同的堆栈相关参数。在启用MSVC的整个程序优化（
```
/GL
```
）的情况下编译的程序无法编辑
Win32目标的GNU链接器支持通过
```
--stack
```
参数设置堆栈大小。要直接从GCC传递选项，可以使用
```
-Wl，--stack，
```

请注意，线程堆栈实际上是按照

*\u STACKSIZE

设置的大小（或默认值）分配的，这与主线程堆栈不同，主线程堆栈从小开始，然后根据需要增长到设置的限制。因此，不要将

*\u STACKSIZE

设置为任意大的值，否则可能会达到进程虚拟内存大小限制

以下是一些例子：

$ ifort -openmp my_module.f90 main.f90

将主堆栈大小限制设置为1 MiB（根据默认设置，额外的OpenMP线程将获得4 MiB）：

将主堆栈大小限制设置为1700 KiB：

$ ulimit -s 1700
$ ./a.out
  0.000000000000000E+000
 (0.000000000000000E+000,0.000000000000000E+000)
  0.000000000000000E+000
 (0.000000000000000E+000,0.000000000000000E+000)

将主堆栈大小限制设置为2 MiB，将附加线程的堆栈大小设置为1 MiB：

$ ulimit -s 2048
$ KMP_STACKSIZE=1m ./a.out
zsh: segmentation fault (core dumped)  KMP_STACKSIZE=1m ./a.out

在大多数Unix系统上，主线程的堆栈大小限制由PAM或其他登录机制设置（请参见

/etc/security/limits.conf

）。Scientific Linux 6.3上的默认值是10 MiB

另一种可能导致错误的情况是虚拟地址空间限制设置得太低。例如，如果虚拟地址空间限制为1 GiB，并且线程堆栈大小限制设置为512 MiB，则OpenMP运行时将尝试为每个附加线程分配512 MiB。对于两个线程，一个线程的堆栈只有1 GiB，当代码、共享库、堆等的空间加起来时，虚拟内存大小将超过1 GiB，并且会发生错误：

将虚拟地址空间限制设置为1 GiB，并使用两个额外的线程和512 MiB堆栈运行（我已经注释掉了对

omp\u Set\u num\u threads（）

）的调用）：

在这种情况下，OpenMP运行时库将无法创建新线程，并在中止程序终止之前通知您。

分段故障是由于使用OpenMP时堆栈内存限制造成的。使用上一个答案中的解决方案并不能解决我在Windows操作系统上的问题。将内存分配到堆而不是堆栈内存似乎是可行的：

integer, parameter :: nmax = 202000  
real(dp), dimension(:), allocatable :: e_in
integer i

allocate(e_in(nmax))

e_in = 0

! rest of code

deallocate(e_in)

此外，这不会涉及更改任何默认环境参数

确认并参考ohm314的解决方案：

我没有注意到这一点，我认为这些阵列只是两个元素。无论如何，我经常使用-fstack数组来处理数量级更大的数组。但Ifort不是。有点令人困惑的是，无论是

gfortran

还是

Ifort

，静态数组的私有副本总是自动分配到线程堆栈上，尽管任何编译器选项都可能影响常规数组的放置。Windows应用程序的主线程堆栈大小是在链接时指定的并且不能像在大多数Unix系统上那样在以后自由控制。我的答案是Unix特有的。我将添加一个关于Windows的部分。当然，堆分配是最好的解决方案，除非不能真正实现

$ ulimit -v 1048576
$ KMP_STACKSIZE=512m OMP_NUM_THREADS=3 ./a.out
OMP: Error #34: System unable to allocate necessary resources for OMP thread:
OMP: System error #11: Resource temporarily unavailable
OMP: Hint: Try decreasing the value of OMP_NUM_THREADS.
forrtl: error (76): Abort trap signal
... trace omitted ...
zsh: abort (core dumped)  OMP_NUM_THREADS=3 KMP_STACKSIZE=512m ./a.out

integer, parameter :: nmax = 202000  
real(dp), dimension(:), allocatable :: e_in
integer i

allocate(e_in(nmax))

e_in = 0

! rest of code

deallocate(e_in)