是什么導致我的數組地址在傳遞給函數時被破壞（更改）？

Question

我正在執行壓縮稀疏原始矩陣向量乘法（CSR SPMV）：這涉及將數組A分成多個塊，然后通過引用函數傳遞這個塊，但是只有數組的第一部分（ A[0]第一個塊開始數組的開頭）被修改。 然而，從第二個循環A[0 + chunkIndex] 開始，當函數讀取子數組時，它會跳轉並讀取超出總數組地址范圍的不同地址，盡管索引是正確的。

以供參考：

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SPMV內核是：

void serial_matvec(size_t TS,  double *A, int *JA, int *IA,  double *X, double *Y)
{
    double sum;
    for (int i = 0; i < TS; ++i)
    {   
        sum = 0.0;
        for (int j = IA[i]; j < IA[i + 1]; ++j)
        {
                sum += A[j] * X[JA[j]]; // the error is here , the function reads diffrent 
                                        // address of A,  and JA, so the access 
                                       // will be out-of-bound
            }
            Y[i] = sum;
        }
    }

它被稱為這樣：

int chunkIndex = 0;
for(size_t k = 0; k < rows/TS; ++k)
{
    chunkIndex = IA[k * TS];
    serial_matvec(TS, &A[chunkIndex], &JA[chunkIndex], &IA[k*TS], &X[0], &Y[k*TS]);
}

假設我處理(8x8) Matrix ，並且每個塊處理2 行，因此循環k將是Rows /TS = 4 loops ，傳遞給函數的chunkIndex和數組將如下所示：

chunkIndex: 0 --> 循環 k = 0, &A[0], &JA[0]

chunkIndex: --> loop k = 1, &A[16], &JA[16] //[此處出錯，函數讀取不同地址]

chunkIndex: --> loop k = 2, &A[32], &JA[32] //[此處出錯，函數讀取不同地址]

chunkIndex: --> loop k = 3, &A[48], &JA[48] //[此處出錯，函數讀取不同地址]

當我運行代碼時，只有第一個塊正確執行，其他 3 個塊內存已損壞，數組指針跳入超出數組大小的邊界。

我已經手動檢查了所有參數的所有索引，它們都是正確的，但是當我打印地址時，它們不一樣。 （現在調試這個 3 天）

我使用了valgrind ，它報告了：

大小 8 的無效讀取和使用大小 8的未初始化值總和 += A[j] * X[JA[j]]; 線

我用-g -fsanitize=address編譯它，我得到了

堆緩沖區溢出

我試圖在函數之外手動訪問這些塊，它們是正確的，那么什么會導致堆內存像這樣損壞呢？

代碼在這里，這是我能做的最低限度。

Answer 1

問題是我在索引傳遞給函數的數組部分（ chunk ）時使用了全局索引（main 內的索引） ，因此出現了越界問題。

解決方案是在每次函數調用時從0開始索引子數組，但我遇到了另一個問題。 在每次函數調用時，我處理TS行，每一行都有不同數量的非零。

舉個例子，看圖片， chunk 1 ，抱歉我的筆跡不好，這樣更容易。 如您所見，我們將需要3 indices ，一個用於每個塊i處理的TS行，另一個是因為每行具有不同數量的非零j ，第三個用於索引傳遞的子數組l ，這是原來的問題。

並且serial_matvec函數將如下所示：

void serial_matvec(size_t TS, const double *A, const int *JA, const int *IA,
                   const double *X, double *Y) {
  int  l = 0;
  for (int i = 0; i < TS; ++i) {
    for (int j = 0; j < (IA[i + 1] - IA[i]); ++j) {
      Y[i] += A[l] * X[JA[l]];
      l++;
    }    
  }
}

帶有測試的完整代碼在這里如果有人有更優雅的解決方案，我們非常歡迎您。