OpenMP中使用SIMD线性和并行线性指令时出现异常行为

Question

我正在学习如何使用GNU C编译器6.2.1和C++来使用OpenMP，并测试了以下代码：

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

int b=10;

int main()
{
    int array[8];
    std::cout << "Test with #pragma omp simd linear:\n";
    #pragma omp simd linear(b)
    for (int n=0;n<8;++n) array[n]=b;

    for (int n=0;n<8;++n) printf("Iteration %d: %d\n", n, array[n]);

    std::cout << "Test with #pragma omp parallel for linear:\n";
    #pragma omp parallel for linear(b)
    for (int n=0;n<8;++n) array[n]=b;

    for (int n=0;n<8;++n) printf("Iteration %d: %d\n", n, array[n]);
}

在这两种情况下，我都期望得到一个从10到17的数字列表，但事实并非如此。对于#pragma omp simd linear(b)，它被直接忽略，只为array中的每个值打印10。对于#pragma omp parallel for linear(b)，程序输出10,10,12,12,14,14,16,16。

我使用g++ -fopenmp -Wall main.cpp -o main.o编译文件。我该如何解决这个问题？

编辑：仔细阅读规范后，我发现linear条款将初始值覆盖为最后一个获得的值（即如果我们从b=10开始，在第一次循环后，我们有b=17）。然而，如果我在并行循环中添加schedule(dynamic)，程序就可以正确运行。为什么我必须指定该参数才能正确执行？

- Sandthief

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这非常有趣。在GCC5.4.0上可以重现此问题，除了GCC的openmp不接受没有simd从句的linear从句（测试代码的后一半无法在GCC上编译）。为了让b在GCC上发生变化，我使用了＃pragma omp parallel for simd linear(b)，但是每个线程内部，b的值仍然是固定的。您可以提交错误报告并向GCC团队或其他编译器开发人员组提问。 - user3528438

Answer 1

OpenMP规范中说：

linear子句声明一个或多个列表项为私有，并且与出现在该子句上的结构体的迭代空间具有线性关系。

这只是向编译器提供了一个变量在循环中的线性行为的信息，但在你的代码中，b根本没有增加。这就是你在第一个循环中始终得到 10 的原因。因此，奇怪的结果并不是编译器的错。要更正它，你必须使用 array[n]=b++;

另一方面，对于 #pragma omp parallel for linear(b) 循环，OpenMP会为每个线程计算起始的 b 值（基于线性关系），但该值在给定线程中仍然没有增加。因此，根据使用的线程数，你将看到不同数量的“步骤”。

在schedule(dynamic)子句的情况下，chunk_size为1，因此每个循环周期在不同的线程中运行。在这种情况下，初始的b值总是由OpenMP计算得出，因此你只会得到正确的值。

- Laci