c++ - 通过 Openmp 任务访问实例变量(隐式 firstprivate)时出现段错误

Question

此问题特定于 OpenMP 3.0 中的任务构造及其对 C++ 的隐式 firstprivate 的使用。我正在寻找问题的解释以及可能的解决方案。

我正在处理的程序有一些段错误；我设法将问题简化为以下测试用例。

出现问题是因为我正在从 #pragma omp task

中访问(对象 A 的)实例变量

#include <iostream>
#include <omp.h>

using namespace std;

class A {
private:
  int someInstanceVariable;

public:
    // This is never called
  A(int _someInstanceVariable) {
    someInstanceVariable = _someInstanceVariable;
  }

  A(const A& _A) {
    cout << "Copy constructor called" << endl;
    someInstanceVariable = _A.someInstanceVariable;
  }

  void simpleTask() {
    // This task makes a reference to someInstanceVariable in the current object
    #pragma omp task
    { 
      // For access to stdout
      #pragma omp critical
      {
        // !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        // This line uses someInstanceVariable and causes a segfault
        // !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        cout << "The value of the someInstanceVariable = " << someInstanceVariable << endl;
      }
    }
  }
};

int main(int argc, char* argv[]) {

  #pragma omp parallel
  {
    #pragma omp single
    {
      for(int i = 0; i < 10; i++) {
        A* temp = new A(i);
        temp->simpleTask();
      }
    }
  }

  return 0;
}

当我使用 gcc 4.5 或更高版本(支持 OpenMP 中的任务功能的版本)编译和运行程序时，即 gcc -fopenmp myprogram.cpp 它运行良好。但是当我使用英特尔的 C++ 编译器(也支持任务功能的版本)编译和运行程序时，即 icpc -openmp myprogram.cpp 它会出现段错误。

GCC 的输出:

The value of the someInstanceVariable = 0
The value of the someInstanceVariable = 1
...

ICPC 的输出:

Segmentation fault

我假设其中至少有一个是错误的。我的具体问题:

1. 导致问题的原因是什么？是因为我在 #pragma omp task 中使用了 someInstanceVariable 并且它导致了对 this 指针的隐式 firstprivate 引用吗？
2. 更好的是，有人可以指点我到 OpenMP 3.0 spec 中的特定部分吗？说的是这个？

3. 我知道我可以通过创建局部变量来解决问题

   void simpleTask() {
     // This task makes a reference to someInstanceVariable in the current object
     #pragma omp task
     { 
           int tempVariable = this -> someInstanceVariable;
       // For access to stdout
       #pragma omp critical
       {
         cout << "The value of the someInstanceVariable = " << tempVariable << endl;
       }
     }
   }
   

有没有不创建临时变量的其他方法？

Answer 1

这是 OpenMP 的痛点之一。由于 OpenMP 不是基础语言 (C/C++) 的一部分，因此 OpenMP 很难处理类对象。原因是，在 OpenMP“附加组件”看到该对象时，该对象可能未被实例化。在某些情况下可以这样做，但到目前为止，OpenMP 规范已决定最好不要尝试处理对象的任何情况。这就是为什么，如果您阅读 OpenMP 规范，它会引用变量。变量在基本语言中有非常具体的定义。

Firstprivate 处理变量而不是类对象。 Intel 编译器不会将类对象设为 firstprivate，因此当您尝试打印 someInstanceVaribale 的值时，大多数情况下您会遇到段错误(因为它的地址为零，因为它是共享的并且已经消失超出范围)。似乎 g++ 所做的比 OpenMP 规范要求的要多。在任何情况下，如果您创建一个指向类对象的指针，该指针可以设为 firstprivate 并将指向任务中的正确对象。