Openmp不仅仅是INT_MAX迭代--它合法吗？

Question

下面是一个工作非常好的循环：

#include <inttypes.h>
#include <iostream>
int main() {
  for (int32_t i = -2; i < INT32_MAX-2; i++) {
    std::cout << i << std::endl;
  }
}

添加omp parallel for子句似乎通过引入int溢出来破坏代码。

#include <inttypes.h>
#include <iostream>
int main() {
  #pragma omp parallel for
  for (int32_t i = -2; i < INT32_MAX; i++) {
    std::cout << i << std::endl;
  }
}

对于clang-10和gcc-10，程序都没有输出.另一方面，clang-12似乎处理得很好。

clang-10至少会产生一些警告：

> clang++-10 int_div.cpp -Wall -fopenmp
int_div.cpp:133:3: warning: overflow in expression; result is -2147483647 with type 'int' [-Winteger-overflow]
  for (int i = -2; i < INT32_MAX; i++) {
  ^
int_div.cpp:133:3: warning: overflow in expression; result is 2147483646 with type 'int' [-Winteger-overflow]
int_div.cpp:133:3: warning: overflow in expression; result is -2147483647 with type 'int' [-Winteger-overflow]
int_div.cpp:133:3: warning: overflow in expression; result is -2147483647 with type 'int' [-Winteger-overflow]
int_div.cpp:133:3: warning: overflow in expression; result is -2147483647 with type 'int' [-Winteger-overflow]

这是一个合法的，定义明确的openmp标准行为还是一个实现缺陷？

Answer 1

它不是编译器中的bug，而是OpenMP中未指定的行为。请参阅2.9.1标准环形式

如果var为整数类型，则该类型为var的类型。 ..。 如果计算迭代计数所需的任何中间结果不能用上面确定的类型表示，则行为未指定。

类似的措辞可以在241换建筑的Microsoft站点上找到。

此计算是在积分提升后，使用var类型的值进行的。特别是，如果b- lb + incr的值不能用该类型表示，则结果是不确定的。

因此，计算是在int中进行的，导致整数溢出，从而导致UB。

Answer 2

#pragma omp parallel for将导致循环计数的omp_get_num_threads()执行流，如下所示：

for (int32_t i = -2; i < INT32_MAX; i += omp_get_num_threads())
  std::cout << i << std::endl;

for (int32_t i = -1; i < INT32_MAX; i += omp_get_num_threads())
  std::cout << i << std::endl;

// ...

for (int32_t i = -2 + omp_get_thread_num() - 1; i < INT32_MAX; i += omp_get_num_threads())
  std::cout << i << std::endl;

第二个线程和其他线程将导致有符号整数溢出。

Answer 3

OpenMP循环需要在开始循环之前计算迭代次数，因此循环变量的类型必须是可以表示的。除此之外，OMP标准允许有符号整数类型和无符号整数类型，不受任何限制。