OpenMp 任务：无法通过引用传递参数

Question

g++ -fopenmp main.cpp 抱怨对std::vector 的未定义引用。如何解决这个问题？

我已经在 Ubuntu 上安装了 libomp-dev 包。

main.cpp

#include<vector>
#include<iostream>

template<typename T, typename A>
T recursiveSumBody(std::vector<T, A> &vec) {
    T sum = 0;
    #pragma omp task shared(sum)
    {
        sum = recursiveSumBody(vec);
    }
    return vec[0];
}

int main() {
    std::vector<int> a;
    recursiveSumBody(a);
    return 0;
}

未定义的引用

/tmp/ccTDECNm.o: In function `int recursiveSumBody<int, std::allocator<int> >(std::vector<int, std::allocator<int> >&) [clone ._omp_cpyfn.1]':
main.cpp:(.text+0x148): undefined reference to `std::vector<int, std::allocator<int> >::vector(std::vector<int, std::allocator<int> > const&)'
collect2: error: ld returned 1 exit status

Answer 1

如果您还将vec 声明为共享变量，问题就会消失：

#pragma omp task shared(sum, vec)

task 的默认可见性似乎是firstprivate，未按预期共享。您可以在this forum entry找到更多信息。

Answer 2

要解决此问题，您可以手动指定 shared(sum, vec)（强烈假设您希望共享它）。

有趣的是，较旧的 gcc 版本（例如 5.4.0）提供了更有用的错误消息：

error: 'vec' implicitly determined as 'firstprivate' has reference type

而英特尔编译器 icpc 17.0.1 给出“internal error : 0_1855”。

手动指定 firstprivate 或 private - 这在您的情况下意义不大 - 会导致其他更具描述性的错误。请注意，正如 Hristo Iliev 在其他 cmets 中解释的那样，firstprivate 意味着为每个线程制作一个向量副本。

按照当前 (4.5) 标准：

在孤立的任务生成构造中，如果不存在默认子句，则通过引用传递的正式参数为 firstprivate。

我想这适用于这里。此外，

出现在firstprivate 子句中的变量不得具有不完整的 C/C++ 类型或对不完整类型的引用。 如果工作共享构造的firstprivate 子句中的列表项具有引用类型，则它必须绑定到团队所有线程的同一个对象。

^{它没有出现在子句中，但我认为这仍然是标准的意思。}

现在我不认为std::vector<T, A> 是模板中的不完整类型，除非我遗漏了有关如何实例化模板的内容。所以我认为你的代码应该是有效的，并且考虑到每个线程只是绑定到同一个对象，它实际上是有意义的。

所以我确实认为这是最近的gcc 版本以及英特尔编译器中的一个错误。看起来编译器无法为模板实例化一些东西。

进一步补充：

if (0) std::vector<T, A> wtf = vec;

在函数的开头使代码编译并链接到gcc。但是如果手动添加firstprivate，gcc会继续抱怨'vec' has incomplete type。

P.S.：在 OpenMP 4.5 中添加了在数据共享属性子句中允许引用类型，这是旧 gcc 给出的不同错误。

Answer 3

这看起来像是 GCC 中的一个错误，它无法为 std::vector<int, std::allocator<int> > 生成复制构造函数。请注意，错误来自链接器，并且不会在编译阶段发生。复制构造函数用于初始化概述任务函数的firstprivate 参数的复制函数。强制编译器生成它，例如改变

std::vector<int> a;

到

std::vector<int> a, b(a);

解决问题。

这里有更详细的描述。 GCC 转换如下代码

#pragma omp task shared(sum)
{
    sum = recursiveSumBody(vec);
}

变成这样的：

struct omp_data_a data_o;

data_o.vec = vec;
data_o.sum = ∑
GOMP_task(omp_fn_0, &data_o, omp_cpyfn_1, 32, 8, 1, 0, 0, 0);

// --- outlined task body ---
void omp_fn_0(struct omp_data_s & restrict data_i)
{
   struct vector & vec = &data_i->vec;
   *data_i->sum = recursiveSumBody<int>(vec);
   std::vector<int>::~vector(vec);
}

// --- task firstprivate initialisation function ---
void omp_cpyfn_1(struct omp_data_s *data_o, struct omp_data_a *data_i)
{
   data_o->sum = data_i->sum;
   struct vector &d40788 = data_i->vec;
   struct vector *this = &data_o->vec;
   std::vector<int>::vector(this, d40788); // <--- invocation of the copy constructor
}

omp_cpyfn_1 被GOMP_task() 调用以初始化第一个私有参数。它调用了std::vector<int> 的复制构造函数，因为(first-)private 将类型T 的引用视为类型T 本身，但没有生成构造函数，因此目标代码链接失败。这可能是 gimplifier 代码中的一个错误，因为当非引用 std::vector<T, A> 私有化时创建了复制构造函数，例如，使用如下代码：

...
std::vector<T, A> b;
#pragma omp task shared(sum)
{
    sum = recursiveSumBody(b);
}
...

---

代码使用 Intel 18.0b 编译。将vec 显式指定为firstprivate 会以与GCC 相同的方式破坏它（icpc 抱怨vec 是不完整的类型）。可以使用以下解决方法：

template<typename T, typename A>
T recursiveSumBody(std::vector<T, A> &vec) {
    T sum = 0;
    std::vector<T, A> *ptr = &vec;
    #pragma omp task shared(sum)
    {
        sum = recursiveSumBody(*ptr);
    }
    return vec[0];
}

在这种情况下，ptr 是一个指针。它的firstprivate 版本是另一个指向同一位置的指针，即向量实例。语义不同于原始代码，因为这里没有创建整个向量的私有副本，而是使用原始向量。