Segfault с использованием proj4 с OpenMP или Как использовать глобальные переменные для конкретных потоков с OpenMP

У меня есть большое количество объектов, определенных координатами WGS84, которые я хотел бы преобразовать в пространство Меркатора. Есть и другие операции, не показанные в MWE, которые не позволяют мне просто делать все в однопоточном режиме.

Мой текущий код выглядит следующим образом:

//Compile with: g++ -O3 temp.cpp -lproj -fopenmp
#include <proj_api.h>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <utility>
#include <cmath>

typedef std::vector<double>  dvec;
typedef std::pair<dvec,dvec> dvpair;

//Define these here so we're not making them every time we run `pj_transform()`
const char* wgs84_str = "+init=epsg:4326";
const char* merc_str  = "+init=epsg:3857";
const projPJ pj_wgs84 = pj_init_plus(wgs84_str);
const projPJ pj_merc  = pj_init_plus(merc_str);

//Use the global projections to do projecty stuff
void ToMercator(std::vector<double> &x, std::vector<double> &y){
  pj_transform(pj_wgs84, pj_merc, x.size(), 1, x.data(), y.data(), NULL);
}

int main(int argc, char **argv){
  std::vector<dvpair> dvs(1000);
  for(int i=0;i<dvs.size();i++){
    dvs[i].first.push_back(2*M_PI*rand()-M_PI);  //Longitude in [-180,180]
    dvs[i].second.push_back(M_PI*rand()-M_PI/2); //Latitude in [-90,90]
  }

  #pragma omp parallel for
  for(int i=0;i<dvs.size();i++)
    ToMercator(dvs[i].first,dvs[i].second);
}

Но это приводит к ошибке heisenbug. Получение дампа ядра с помощью ulimit -c unlimited показывает, что pj_transform поднимает проблему. Это не слишком загадочно, так как некоторые раскопки показали, что proj4 не является потокобезопасным.

Чтобы исправить это, создайте контексты для каждого потока для proj4 на этом сайте. И это подводит нас к решению проблемы.

Каждый поток должен запустить pj_ctx_alloc(), который вернет специфичную для потока переменную типа projCtx, которую затем нужно использовать с pj_init_plus_ctx(), чтобы сделать объекты projPJ ответственными за преобразования координат.

Как я могу создать глобальные переменные для конкретных потоков в OpenMP?

(Вы захотите ответить, что «глобальные — это плохо». Я понимаю это, но учтите, что их удаление принципиально не меняет вопроса. У меня также есть отвращение к «tramp data". В моем реальном приложении есть как минимум шесть уровней промежуточных функций, прежде чем я достигну pj_transform(): я предпочитаю не передавать параметры так глубоко в Вы можете не согласиться с выбором дизайна, но это не подходящее место для споров об этом.)

Изменить Это тоже не сработало:

#include <proj_api.h>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <utility>
#include <cmath>

typedef std::vector<double>  dvec;
typedef std::pair<dvec,dvec> dvpair;

//Define these here so we're not making them every time we run `pj_transform()`
const char* wgs84_str = "+init=epsg:4326";
const char* merc_str  = "+init=epsg:3857";
projPJ  pj_wgs84;
projPJ  pj_merc;
projCtx pj_ctx;

//Use the global projections to do projecty stuff
void ToMercator(std::vector<double> &x, std::vector<double> &y){
  pj_transform(pj_wgs84, pj_merc, x.size(), 1, x.data(), y.data(), NULL);
}

int main(int argc, char **argv){
  std::vector<dvpair> dvs(1000);
  for(int i=0;i<dvs.size();i++){
    dvs[i].first.push_back(2*M_PI*rand()-M_PI);  //Longitude in [-180,180]
    dvs[i].second.push_back(M_PI*rand()-M_PI/2); //Latitude in [-90,90]
  }

  #pragma omp parallel private(pj_ctx, pj_wgs84, pj_merc)
  {
    pj_ctx   = pj_ctx_alloc();
    pj_wgs84 = pj_init_plus_ctx(pj_ctx,wgs84_str);
    pj_merc  = pj_init_plus_ctx(pj_ctx,merc_str);

    #pragma omp for
    for(int i=0;i<dvs.size();i++)
      ToMercator(dvs[i].first,dvs[i].second);
  }
}

Изменить

С использованием:

projPJ  pj_wgs84;
projPJ  pj_merc;
projCtx pj_ctx;
#pragma omp threadprivate(pj_wgs84)
#pragma omp threadprivate(pj_merc)
#pragma omp threadprivate(pj_ctx)

...

#pragma omp parallel private(pj_ctx, pj_wgs84, pj_merc)
{
  pj_ctx   = pj_ctx_alloc();

...

Выдает ошибку компоновщика:

/usr/bin/ld: pj_merc: TLS definition in /tmp/ccqZRl8N.o section .tbss mismatches non-TLS definition in /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/6/../../../x86_64-linux-gnu/libproj.so section .text
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/6/../../../x86_64-linux-gnu/libproj.so: error adding symbols: Bad value
collect2: error: ld returned 1 exit status