为什么在这个openmp代码中发生了分段错误？

Question

为什么在这个openmp代码中发生了分段错误？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         do i=1,2                                                                                                                                                           print *, e_in(i)                                                                                                                                                print *, eTDSE(i)                                                                                                                                            end do编译使用：ifort -openmp main.f90 my_module.f90它在执行时给出Segmentation故障。如果删除主程序中的一个打印命令，它运行正常。另外如果删除omp函数并在没有-openmp选项的情况下编译，它也运行正常。

Answer 1

导致此行为的最可能原因是您的堆栈大小限制太小（无论出于何种原因）。由于e_in每个OpenMP线程都是私有的，因此每个线程在线程堆栈上分配一个副本（即使您已指定-heap-arrays！）。取1616 kB（或1579 KiB）的202000元素REAL(KIND=8)。

堆栈大小限制可以通过以下几种机制控制：

• 在标准的Unix系统shell上，堆栈大小的数量由ulimit -s <stacksize in KiB>。这也是主OpenMP线程的堆栈大小限制。pthreads在创建新线程时，POSIX threads（）库也将此限制的值用作默认线程堆栈大小。

• OpenMP支持通过环境变量控制所有其他线程的堆栈大小限制OMP_STACKSIZE。它的值是一个带有可选后缀k/ K用于KiB，m/ Mf为MiB或g/ G用于GiB的数字。此值不会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_STACKSIZE。如果设置它会覆盖值OMP_STACKSIZE。

• 英特尔OpenMP运行时可识别非标准环境变量KMP_STACKSIZE。如果设置它会覆盖值的值，OMP_STACKSIZE并且还会覆盖使用GOMP_STACKSIZE兼容性OpenMP运行时的值（这是默认值，因为当前唯一可用的英特尔OpenMP运行时库是compat一个）。

• 如果*_STACKSIZE未设置任何变量，则英特尔OpenMP运行时的默认值为2m32位体系结构和4m64 位体系结构。

• 在Windows上，主线程的堆栈大小是PE头的一部分，并由链接器嵌入到那里。如果使用Microsoft LINK进行链接，则使用/STACK:reserve[,commit]。该reserve参数指定以字节为单位的最大堆栈大小而可选commit参数指定初始提交大小。两者都可以使用0x前缀指定为十六进制值。如果不能重新链接可执行文件，则可以通过编辑PE头来修改堆栈大小EDITBIN。它采用与链接器相同的堆栈相关参数。使用MSVC的整个程序优化enabled（/GL）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，-Wl,--stack,<size in bytes>可以使用。

请注意，线程堆栈实际上是使用由（或默认值）设置的大小分配的*_STACKSIZE，与主线程的堆栈不同，主线程从较小的堆栈开始，然后根据需求增长到设置的限制。因此，不要设置*_STACKSIZE为任意大的值，否则可能会达到进程虚拟内存大小限制。

这里有些例子：

$ ifort -openmp my_module.f90 main.f90

将主堆栈大小限制设置为1 MiB（额外的OpenMP线程将默认获得4 MiB）：

$ ulimit -s 1024$ ./a.outzsh: segmentation fault (core dumped)  ./a.out

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.outzsh: 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（请参阅参考资料/etc/security/limits.conf）。Scientific Linux 6.3的默认值为10 MiB。

另一种可能导致错误的可能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其他线程分配512 MiB。使用两个线程，只有堆栈的1 GiB，当代码，共享库，堆等的空间相加时，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，并使用另外两个具有512 MiB堆栈的线程运行（我已将注释注释掉omp_set_num_threads()）：

$ ulimit -v 1048576$ KMP_STACKSIZE=512m OMP_NUM_THREADS=3 ./a.outOMP: Error #34: System unable to allocate necessary resources for OMP thread:OMP: System error #11: Resource temporarily unavailableOMP: 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

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。

Answer 2

分段错误是由于使用OpenMP时的堆栈内存限制。使用上一个答案中的解决方案并没有解决我在Windows操作系统上的问题。使用内存分配到堆而不是堆栈内存似乎工作：

integer, parameter :: nmax = 202000  real(dp), dimension(:), allocatable :: e_ininteger iallocate(e_in(nmax))e_in = 0! rest of codedeallocate(e_in)

此外，这不涉及更改任何默认环境参数。

在此确认并参考ohm314的解决方案：使用堆内存分配的大型阵列