簡単に言えば、python、より具体的には numpy から共有ライブラリを呼び出そうとしています。共有ライブラリは、sse2 命令を使用して C で実装されています。最適化を有効にすると、つまり -O2 または -O1 でライブラリをビルドすると、ctypes を介して共有ライブラリを呼び出すときに奇妙なセグメンテーション違反に直面します。最適化 (-O0) を無効にすると、ライブラリを C プログラムに直接 (最適化されているかどうかに関係なく) リンクする場合と同様に、すべてが期待どおりに機能します。私のシステムで描写された動作を示す切り取りが見つかりました。最適化を有効にすると、gdb は emmintrin.h:113 の __builtin_ia32_loadupd (__P) でセグメンテーション違反を報告します。__P の値は、最適化されていると報告されています。
test.c:
#include <emmintrin.h>
#include <complex.h>
void test(const int m, const double* x, double complex* y) {
int i;
__m128d _f, _x, _b;
double complex f __attribute__( (aligned(16)) );
double complex b __attribute__( (aligned(16)) );
__m128d* _p;
b = 1;
_b = _mm_loadu_pd( (double *) &b );
_p = (__m128d*) y;
for(i=0; i<m; ++i) {
f = cexp(-I*x[i]);
_f = _mm_loadu_pd( (double *) &f );
_x = _mm_loadu_pd( (double *) &x[i] );
_f = _mm_shuffle_pd(_f, _f, 1);
*_p = _mm_add_pd(*_p, _f);
*_p = _mm_add_pd(*_p, _x);
*_p = _mm_mul_pd(*_p,_b);
_p++;
}
return;
}
コンパイラ フラグ: gcc -o libtest.so -shared -std=c99 -msse2 -fPIC -O2 -g -lm test.c
test.py:
import numpy as np
import os
def zerovec_aligned(nr, dtype=np.float64, boundary=16):
'''Create an aligned array of zeros.
'''
size = nr * np.dtype(dtype).itemsize
tmp = np.zeros(size + boundary, dtype=np.uint8)
address = tmp.__array_interface__['data'][0]
offset = boundary - address % boundary
return tmp[offset:offset + size].view(dtype=dtype)
lib = np.ctypeslib.load_library('libtest', '.' )
lib.test.restype = None
lib.test.argtypes = [np.ctypeslib.ctypes.c_int,
np.ctypeslib.ndpointer(np.float64, flags=('C', 'A') ),
np.ctypeslib.ndpointer(np.complex128, flags=('C', 'A', 'W') )]
n = 13
y = zerovec_aligned(n, dtype=np.complex128)
x = np.ones(n, dtype=np.float64)
# x = zerovec_aligned(n, dtype=np.float64)
# x[:] = 1.
lib.test(n,x,y)
C から test を呼び出すと、期待どおりに動作します。
call_from_c.c:
#include <stdio.h>
#include <complex.h>
#include <stdlib.h>
#include <emmintrin.h>
void test(const int m, const double* x, double complex* y);
int main() {
int i;
const int n = 11;
double complex *y = (double complex*) _mm_malloc(n*sizeof(double complex), 16);
double *x = (double *) malloc(n*sizeof(double));
for(i=0; i<n; ++i) {
x[i] = 1;
y[i] = 0;
}
test(n, x, y);
for(i=0; i<n; ++i)
printf("[%f %f]\n", creal(y[i]), cimag(y[i]));
return 1;
}
コンパイルして呼び出します:
gcc -std=c99 -otestc -msse2 -L. -ltest call_from_c.c
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:.
./testc
... 動作します。
私のシステム:
- Ubuntu Linux i686 2.6.31-22-ジェネリック
- コンパイラ: gcc (Ubuntu 4.4.1-4ubuntu9)
- Python: Python 2.6.4 (r264:75706、2009 年 12 月 7 日、18:45:15) [GCC 4.4.1]
- でこぼこ: 1.4.0
y が整列され、x の整列は問題にならないという規定 (python コードを参照) を取りました (ただし、x を明示的に整列しても問題は解決しません)。
また、b と f をロードするときに _mm_load_pd の代わりに _mm_loadu_pd を使用することにも注意してください。C のみのバージョンでは、_mm_load_pd が機能します (予想どおり)。ただし、_mm_load_pd を使用して ctypes を介して関数を呼び出すと、(最適化とは関係なく) 常にセグメンテーション違反が発生します。
この問題を解決するために数日間試みましたが、成功しませんでした...そして、モニターを打ち負かして死ぬ寸前です。任意の入力を歓迎します。ダニエル