clang OpenMP 循环继续计数超出循环条件限制

Question

我有以下有趣的问题：

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

using namespace std;

int main(const int, const char **) {

  const size_t n = 13; // triggers the issue
  // const uint32_t n = 13; // fixes the issue

#pragma omp parallel for
  for (uint32_t i = 0; i < n; i += 2) { // `+= 1` fixes the issue
    cerr << "i = " << i << ", n = " << n << endl;
  }

}

尽管我的

i < n

，

n = 13

这会在

clang++ -fopenmp

上打印无限系列的数字：

i = 0, n = 13
i = 2, n = 13
i = 4, n = 13
i = 6, n = 13
i = 8, n = 13
i = 10, n = 13
i = 12, n = 13     <- this should be impossible
i = 14, n = 13
...

怎么会这样？

clang++ 11、14 和 16 会发生这种情况，但 GCC 不会。如果删除

-fopenmp

也可以修复。

如果我这样做

+= 1

而不是

+= 2

，问题就会消失。

根据OPenMP循环增量，“循环增量大于1”是合法的。

如果我将

n

的类型从

size_t

更改为

uint32_t

，问题也会消失。

有关警告的观察

使用

-Wall

和

+= 2

，

clang++

打印这些警告：

clang-openmp-for-loop-test.cpp:49:3: warning: implicit conversion from 'unsigned long' to 'unsigned int' changes value from 9223372034707292167 to 2147483655 [-Wconstant-conversion]
  for (uint32_t i = 0; i < n; i += 2) {
  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
clang-openmp-for-loop-test.cpp:49:3: warning: implicit conversion from 'unsigned long' to 'unsigned int' changes value from 9223372034707292167 to 2147483655 [-Wconstant-conversion]
  for (uint32_t i = 0; i < n; i += 2) {
  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
clang-openmp-for-loop-test.cpp:49:3: warning: implicit conversion from 'unsigned long' to 'unsigned int' changes value from 9223372034707292167 to 2147483655 [-Wconstant-conversion]
  for (uint32_t i = 0; i < n; i += 2) {
  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3 warnings generated.

关于这些警告，我有很多不明白的地方：

1. 为什么相同的警告（在相同的代码位置）发出 3 次？
2. 价值

   9223372034707292167

   从何而来？这是一个

   -Wconstant-conversion

   警告，当然它应该警告我实际使用的一些常量。值

   2147483655

   是

   maximum 32-bit-signed integer + 8

   。
3. 当我将

   += 2

   更改为

   += 1

   时，与类型相关的警告如何消失？这两个文字的 type 肯定是相同的吗？

环境

Ubuntu 22.04。

sudo apt install clang14 libomp-14-dev gcc+12 libstdc++-12-dev

（需要

gcc+12 libstdc++-12-dev

才能使

#include <iostream>

工作，因为 clang 使用 GCC 的 stdlib 标头。）

编译：

clang++ myprogram.cpp -o myprogram -fopenmp -O2 -Wall -Wextra

运行：

OMP_NUM_THREADS=1 ./myprogram 2>&1 | head -n20

---

编译器错误，或者我遗漏了什么？

Answer 1

将测试更改为显式转换

i < (uint32_t)n

修复了 clang 的问题 (17)。

但是显式转换

(size_t)i < n

会导致编译错误：

condition of OpenMP for loop must be a relational comparison ('<', '<=', '>', '>=', or '!=') of loop variable 'i'

.

我不太清楚，但我对 OpenMP 5.2 规范（最新的，但我不知道 clang 使用哪一个）的理解是，C/C++ OpenMP 循环的测试表达式应涉及变量

i

单独在左侧或右侧（规范第88页）：

因为

i

和

n

是不同的类型，编译器必须隐式转换其中之一，并且因为

n

具有更广泛的范围，所以转换的是

i

。那么测试不再单独涉及

i

，而是涉及

i

的函数。

所以，最初的问题可能是这是一个非法的 OpenMP 代码，即使 gcc 将其作为 OpenMP 规范的扩展来处理。尽管如此，这也是一个 clang 编译器错误：clang 最初进入隐式转换路由，然后弄乱循环（它应该因为非法代码而产生编译错误，或者像 gcc 那样将其作为扩展处理）。