Julia 奇型构造行为

使用MD模拟，我需要在粒子位置上强制执行周期性边界条件。最简单的方法是使用

mod（粒子位置，长方体尺寸）

。因为我在3D空间工作，所以我制作了一个3D向量类型：

immutable Vec3
x::Float32
y::Float32
z::Float32
end

和mod函数：

f1(a::Vec3, b::Vec3) = Vec3(mod(a.x, b.x), mod(a.y, b.y), mod(a.z, b.z))

但是，当使用此功能时，它会出现可怕的失败：

julia> a = Vec3(11,-2,5)
Vec3(11.0f0,-2.0f0,5.0f0)

julia> b = Vec3(10,10,10)
Vec3(10.0f0,10.0f0,10.0f0)

julia> f1(a,b)
Vec3(5.0f0,10.0f0,NaN32)

如果我只返回一个元组，它就可以正常工作：

f2(a::Vec3, b::Vec3) = mod(a.x,b.x), mod(a.y,b.y), mod(a.z,b.z)

julia> f2(a,b)
(1.0f0,8.0f0,5.0f0)

为了测试它是否不喜欢类型构造函数中的mod，我尝试了一种更详细的方法：

function f3(a::Vec3, b::Vec3)
    x = mod(a.x,b.x)
    y = mod(a.y,b.y)
    z = mod(a.z,b.z)
    return Vec3(x,y,z)
end

julia> f3(a,b)
Vec3(5.0f0,10.0f0,NaN32)

然后，打印中间产物的版本：

function f4(a::Vec3, b::Vec3)
    x = mod(a.x,b.x)
    y = mod(a.y,b.y)
    z = mod(a.z,b.z)
    println(x, " ", y, " ", z)
    return Vec3(x,y,z)
end

julia> f4(a,b)
1.0 8.0 5.0
Vec3(1.0f0,8.0f0,5.0f0)

出于某种原因，它现在起作用了。我已经在多台计算机上尝试过了，每台都有相同的结果。如果有人能解释这一点，我将非常感激。Julia版本是：

版本0.3.2（2014-10-21 20:18 UTC）

什么有效，什么无效 我认为这可能是一个bug，甚至可能是一个LLVM bug。我能够在0.3.0版上重现您的错误，但在0.4版上无法重现。像你一样，我也在中间插入了一个打印语句，得到了正确的结果。p> 此外，我发现两者都比较简单

f1(a::Vec3, b::Vec3) = Vec3(mod(a.x,b.x),mod(a.y,b.y),1)

julia> f1(a,b)
Vec3(1.0f0,8.0f0,1.0f0)

和越复杂

julia> f1(a::Vec3, b::Vec3) = Vec3(mod(a.x,b.x),mod(a.y,b.y),mod(a.z,b.z) + 1)
f1 (generic function with 1 method)

julia> f1(a,b)
Vec3(1.0f0,8.0f0,6.0f0)

这两种方法都有效，但下面的方法不行

julia> f1(a::Vec3, b::Vec3) = Vec3(mod(a.x,b.x),mod(a.y,b.y),mod(a.z,b.z))
f1 (generic function with 1 method)

julia> f1(a,b)
Vec3(5.0f0,10.0f0,NaN32)

到LLVM LLVM源代码看起来也正确。加载每个输入Vec3参数的各个部分mod使用（fadd、frem、fadd）获取参数，然后将结果存储在结果中

julia> code_llvm(f1,(Vec3,Vec3))

define %Vec3 @"julia_f1;20242"(%Vec3, %Vec3) {
top:
  %2 = extractvalue %Vec3 %1, 0, !dbg !1733
  %3 = extractvalue %Vec3 %1, 1, !dbg !1733
  %4 = extractvalue %Vec3 %1, 2, !dbg !1733
  %5 = extractvalue %Vec3 %0, 0, !dbg !1733
  %6 = frem float %5, %2, !dbg !1733
  %7 = fadd float %2, %6, !dbg !1733
  %8 = frem float %7, %2, !dbg !1733
  %9 = insertvalue %Vec3 undef, float %8, 0, !dbg !1733
  %10 = extractvalue %Vec3 %0, 1, !dbg !1733
  %11 = frem float %10, %3, !dbg !1733
  %12 = fadd float %3, %11, !dbg !1733
  %13 = frem float %12, %3, !dbg !1733
  %14 = insertvalue %Vec3 %9, float %13, 1, !dbg !1733
  %15 = extractvalue %Vec3 %0, 2, !dbg !1733
  %16 = frem float %15, %4, !dbg !1733
  %17 = fadd float %4, %16, !dbg !1733
  %18 = frem float %17, %4, !dbg !1733
  %19 = insertvalue %Vec3 %14, float %18, 2, !dbg !1733, !julia_type !1734
  ret %Vec3 %19, !dbg !1733

本机代码错误？ 但是本机指令看起来不正确，XMM2被移动到XMM0，之后XMM0被用作addss的操作数，但是XMM2似乎没有初始化

julia> code_native(f1,(Vec3,Vec3))
    .section    __TEXT,__text,regular,pure_instructions
Filename: none
Source line: 1
  push   RBP
  mov    RBP, RSP
  sub    RSP, 16
  movss  DWORD PTR [RBP - 4], XMM5
Source line: 1
  movaps     XMM0, XMM2
  movaps     XMM1, XMM5
  movabs     RAX, 140735600044048
  call   RAX
  movss  XMM1, DWORD PTR [RBP - 4]
  addss  XMM0, XMM1
  movabs RAX, 140735600044048
  add    RSP, 16
  pop    RBP
  jmp    RAX

更新：

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由于可能出现LLVM错误而提交。

这在主分支（32位Fedora 19）上正常工作。还有，奇怪的是，在模位置约束下，能量守恒是如何保持的？@rickhg12hs RE能量守恒：速度在边界交叉处是守恒的，所以动能是守恒的。势能是守恒的，每个粒子与该粒子最近的“图像”相互作用-假设我们有两个粒子，靠近盒子的相对面。它们的相互作用就好像在边界的另一边有一个粒子，而不是在盒子的另一边。这样，本地环境在移动时不会发生变化。这个盒子可以让我们模拟一个系统的中间，而不需要涉及到表面条件的问题。啊，好的。有点像游戏《小行星》中的太空船，对吧？8-)