Parallel processing 基本do循环上发生gfortran openmp分段错误

我有一个程序，将粒子分布到细胞网格中的云中。只需在粒子总数（Ntot）上循环并填充256^3网格（即每个粒子分布在8个单元上）

这很好。但是当我运行它（./cic）时，我得到了一个分段错误。我认为我的循环是一个典型的omp do问题。当我没有在openmp中编译程序时，它可以工作

!$omp parallel do
 do i = 1,Ntot
   if (x1(i).gt.0.and.y1(i).gt.0.and.z1(i).gt.0) then
     dense(int(x1(i)),int(y1(i)),int(z1(i))) = dense(int(x1(i)),int(y1(i)),int(z1(i))) &
     + dx1(i) * dy1(i) * dz1(i) * mpart
   end if

   if (x2(i).le.Ng.and.y1(i).gt.0.and.z1(i).gt.0) then
     dense(int(x2(i)),int(y1(i)),int(z1(i))) = dense(int(x2(i)),int(y1(i)),int(z1(i))) &
     + dx2(i) * dy1(i) * dz1(i) * mpart
   end if

   if (x1(i).gt.0.and.y2(i).le.Ng.and.z1(i).gt.0) then
     dense(int(x1(i)),int(y2(i)),int(z1(i))) = dense(int(x1(i)),int(y2(i)),int(z1(i))) &
     + dx1(i) * dy2(i) * dz1(i) * mpart
   end if

   if (x2(i).le.Ng.and.y2(i).le.Ng.and.z1(i).gt.0) then
     dense(int(x2(i)),int(y2(i)),int(z1(i))) = dense(int(x2(i)),int(y2(i)),int(z1(i))) &
     + dx2(i) * dy2(i) * dz1(i) * mpart
   end if

   if (x1(i).gt.0.and.y1(i).gt.0.and.z2(i).le.Ng) then
     dense(int(x1(i)),int(y1(i)),int(z2(i))) = dense(int(x1(i)),int(y1(i)),int(z2(i))) &
     + dx1(i) * dy1(i) * dz2(i) * mpart
   end if

   if (x2(i).le.Ng.and.y1(i).gt.0.and.z2(i).le.Ng) then
     dense(int(x2(i)),int(y1(i)),int(z2(i))) = dense(int(x2(i)),int(y1(i)),int(z2(i))) &
     + dx2(i) * dy1(i) * dz2(i) * mpart
   end if

   if (x1(i).gt.0.and.y2(i).le.Ng.and.z2(i).le.Ng) then
     dense(int(x1(i)),int(y2(i)),int(z2(i))) = dense(int(x1(i)),int(y2(i)),int(z2(i))) &
     + dx1(i) * dy2(i) * dz2(i) * mpart
   end if

   if (x2(i).le.Ng.and.y2(i).le.Ng.and.z2(i).le.Ng) then
     dense(int(x2(i)),int(y2(i)),int(z2(i))) = dense(int(x2(i)),int(y2(i)),int(z2(i))) &
     +  dx2(i) * dy2(i) * dz2(i) * mpart
   end if
  end do
!$omp end parallel do

迭代之间没有依赖关系。想法？

有关如何使变量共享和私有的说明，请参阅

看起来所有变量都应该共享，除了循环变量

i

，它必须是私有的。这将建议使用以下行：

!$omp parallel do default(shared) private(i)

这将修复您的分段错误（假设所有变量都正确）

但是，不同的线程可能会试图同时覆盖

稠密

的相同部分，从而导致不正确的总数。为了防止这种情况发生，您需要将每个分配到

稠密

的内容包装在类似

！$omp原子

或

！$omp临界

部分的内容中

但是，您可能会发现这样的关键部分会导致线程花费大部分时间等待，因此您可能看不到与纯串行代码相比的任何改进

---

原则上，您可以通过使用

reduce

关键字声明

density

来解决此问题，但不幸的是，它不能用于数组。

此问题以及中的问题，源于启用OpenMP时禁用自动堆数组的事实。这意味着如果没有

-fopenmp

，大数组Y将自动放置在静态存储器中（称为

.bss

段）在堆栈上分配小型阵列。当您打开OpenMP支持时，不会使用自动静态分配，并且会在例程的堆栈上分配您的

密集

阵列。OS X上的默认堆栈限制非常严格，因此存在分段错误

这里有几个选项。第一个选项是通过赋予

SAVE

属性，使

densite

具有静态分配。另一个选项是通过使其

可分配，然后使用
allocate
语句，在堆上显式分配它，例如：

REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: dense

ALLOCATE(dense(256,256,256))

! Computations, computations, computations

DEALLOCATE(dense)

较新的Fortran版本支持在数组超出范围时自动释放数组，而不使用
SAVE
属性

请注意，您的OpenMP指令很好，不需要额外的数据共享子句。您不需要在
PRIVATE
子句中声明
i
，因为循环计数器具有预定的私有数据共享类。您不需要将其他变量放入
SHARED
子句中，因为它们是隐式共享的。但是，您在
densite
上执行的操作应该与
原子更新
同步（或者在较旧的OpenMP实现上简单地与
原子更新
同步），或者您应该使用
缩减（+：densite）
。原子更新被转换为锁定的添加，与循环中包含条件导致的巨大减速相比，不应该引起太多减速：

INTEGER :: xi, yi, zi

!$OMP PARALLEL DO PRIVATE(xi,yi,zi)
...
if (x1(i).gt.0.and.y1(i).gt.0.and.z1(i).gt.0) then
  xi = int(x1(i))
  yi = int(y1(i))
  zi = int(z1(i))
  !$OMP ATOMIC UPDATE
  dense(xi,yi,zi) = dense(xi,yi,zi) &
                  + dx1(i) * dy1(i) * dz1(i) * mpart
end if
...

对其他情况进行适当更改后复制代码。如果编译器抱怨
原子结构中的
UPDATE
子句，只需将其删除即可

减少（+：密集）
将在每个线程中创建一个
稠密
副本，这将消耗大量内存，并且最终应用的缩减将随着
稠密
的大小而变得越来越慢。对于小型数组，它将比原子更新更有效。
似乎您尚未声明任何共享或私有变量，因此它非常有用It’你会犯错误也就不足为奇了。你能帮我一点忙吗是每个线程将反馈到的唯一变量，因此可能是共享的。其余所有变量都是独立的。是否有任何编译标志可用于确定出错的位置？如何声明
dense
？它是一个自动数组，是
save
'd还是
可分配的
以及它到底是如何分配的ted？旁边请注意：我对免费的Solaris Studio的数据竞争分析器有很好的经验。它可以大大加快错误位置的搜索速度。dense在一开始是静态分配的。
default（shared）
和
private（I）
在这种情况下会改变任何东西，因为在Fortran OpenMP中，除非声明
threadprivate
，否则默认情况下变量是隐式
共享的，并且循环计数器具有预定的
private
数据共享属性。
reduce
子句仅接受C/C++中的数组。在Fortran中，数组是完美的对于减少，即使是可分配的，也是可以接受的。上面的这个循环在另一个不需要并行的循环中-它只循环了4次。我需要指定如何处理这个外部循环吗？我想要并行的唯一事情就是上面的循环。感谢Hristo-我已经按照您指定的方式分配了稠密。所以我基本上可以删除共享和私有组件，因为它是隐式的。我应该在哪里使用原子更新？谢谢。我想这需要在末尾使用！$OMP END PARALLEL DO，并且private语句正好在内部循环之前，而不是在外部。@Griff，是的，
PARALLEL DO
只是用来显示
private
子句的位置goes-基本上这是原始代码中的
并行do
。我刚刚添加了三个需要私有的辅助变量。在您的代码中只有一个并行区域，无论它只包含内环还是外环，正如我在其他问题中向您展示的那样。好的，谢谢。它仍然不起作用。我“我不是要你一行一行地看，但是如果
INTEGER :: xi, yi, zi

!$OMP PARALLEL DO PRIVATE(xi,yi,zi)
...
if (x1(i).gt.0.and.y1(i).gt.0.and.z1(i).gt.0) then
  xi = int(x1(i))
  yi = int(y1(i))
  zi = int(z1(i))
  !$OMP ATOMIC UPDATE
  dense(xi,yi,zi) = dense(xi,yi,zi) &
                  + dx1(i) * dy1(i) * dz1(i) * mpart
end if
...