A64FX(富士通コンパイラ、`-Nquickdbg`)で 31 件のテストが実行時エラーになる
## 現象
A64FX(富士通コンパイラ)で `-Nquickdbg` を付けてビルドし、全 432 件のテストを実行すると、31 件(7%)が失敗する。
master dd7e2a08 で同じ 31 件の失敗を確認している。
失敗の仕方は 2 種類である。
- SIGSEGV による異常終了(30 件)
- 参照解との不一致(1 件、`lib/physics/Elastoplastic`)
いずれも未定義の値を使っていることによる。`-Nquickdbg` は未定義の領域を不正なパターンで埋め、その参照を検出する。
x86 + gfortran では未定義の領域がたまたま無害な値になるため表面化せず、CI では落ちない。
## 環境
- A64FX(Wisteria/BDEC-01)、富士通コンパイラ tcsds-1.2.43、Open MPI 4.0.1
- ビルドオプション: `-p --with-tools --with-metis --with-mumps --with-lapack --with-ml --with-netcdf`、これに `-Nquickdbg` を追加
- 実行: `ctest`(serial / mpi / openmp / hybrid の全 432 件)
## 失敗するテスト
| テスト | 並列方式 | 件数 | 失敗の仕方 |
|:--|:--|--:|:--|
| `lib/physics/Elastoplastic` | serial・mpi・openmp | 3 | 参照解との不一致(`mohr_simple_shear` の応力) |
| `lib/physics/Elastoplastic` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `analysis/heat/exN`・`exO`・`exP`・`exQ`・`exR`・`exS`・`exU` | openmp・hybrid | 14 | SIGSEGV |
| `analysis/interaction/contact_alag_tied_iter` | openmp・hybrid | 2 | SIGSEGV |
| `analysis/interaction/contact_slag_tied_iter` | openmp・hybrid | 2 | SIGSEGV |
| `analysis/interaction/contact_s2s_mortar_fric` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `analysis/interaction/contact_slag_mpc_elim_iter` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `analysis/static/mpc_elim_iter` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `analysis/dynamic/mpc` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `with_mumps/contact_slag_mpc_elim_mumps` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `with_mumps/mpc_elim_mumps` | hybrid | 1 | SIGSEGV |
| `lib/static_LIB_1d` | openmp・hybrid | 2 | SIGSEGV |
| `lib/static_LIB_Fbar` | openmp | 1 | SIGSEGV |
serial と mpi で失敗するのは `lib/physics/Elastoplastic` だけで、残りはすべて OpenMP を使う構成である。
## 原因
富士通ランタイムのトレースバックから特定できた箇所は次のとおりである。
| 箇所 | 内容 | 該当テスト | 状態 |
|:--|:--|:--|:--|
| `fistr1/src/lib/static_LIB_Fbar.f90` 113・447 | 微小変形の分岐では `Jratio` を設定しないまま `Jratio(1:8) = c*Jratio(1:8)` を実行する。微小変形では `Jratio` を使わないため、読んだ値はどこにも影響しない | tied 接触、`lib/static_LIB_Fbar` | 原因特定済み。1 行の修正で済み、数値は変わらない |
| `fistr1/src/lib/heat_LIB_CONDUCTIVITY.f90` 198-200 | 呼び出し元が 3 節点シェル(731)に `nn = 4` を渡すため、`heat_conductivity_shell_731` が埋めていない 4 列目の `ecoord` を読む。直後に `COD(:,nn) = COD(:,nn-1)` で上書きされるため、読んだ値は使われない | `analysis/heat/ex*` | 原因特定済み。1 行の修正で済み、数値は変わらない |
| `fistr1/src/lib/physics/calMatMatrix.f90` 354・360 | `GetConnectorProperty` が `STF_DASHPOT_D` から呼ばれた直後に落ちる。`gauss%pMaterial%variables_i(...)` の参照が疑わしい | `lib/static_LIB_1d` | 未確定 |
| `fistr1/src/analysis/interaction/fstr_contact_search.f90` 42 | `is_known_master_in_segment` の `contact%master(known_masters(k))` の添字が不正。`get_unique_map` が `states(i)%surface` をそのまま使っており、この成分が未定義になる場合がありそうである | `contact_s2s_mortar_fric` | 未確定 |
| `hecmw1/src/solver/las/hecmw_solver_las_33.F90` 506 | `hecmw_ttvec_33` で、MPC の `mpc_item`・`mpc_dof` から作る添字 `jj` が `Y` の範囲外になる | `mpc_elim_mumps`、hybrid の `lib/physics/Elastoplastic` | 未確定 |
| `fistr1/src/lib/heat_LIB_DFLUX.f90` 1317 | `heat_dflux_352` が `XX(NOD(I))` を `I = 1, 8` で読む。面の節点数より大きいループ長で `NOD` の未設定要素を添字に使っていると思われる | `analysis/heat/exU` | 未確定 |
| `fistr1/src/lib/utilities/utilities.f90` `deriv_general_iso_tensor_func_3d` | 主値が互いに異なる分岐で `dydx` を初期化せずに足し込む。呼び出し元の `calElastoPlasticMatrix_MC` が直前に弾性行列を入れているため、`-Nquickdbg` では接線剛性が壊れ、`mohr_simple_shear` の応力が 1e-3 程度ずれる | `lib/physics/Elastoplastic` | 原因特定済み。直すと Mohr-Coulomb の数値が変わるため、扱いの判断が要る |
このほかに、トレースバックが出ない SIGSEGV がある(`analysis/heat/ex*` の大半、`mpc_elim` 系、`analysis/dynamic/mpc`、hybrid の `lib/static_LIB_1d`)。
富士通ランタイムが異常終了の処理中にさらに失敗しており(`jwe0020i`)、発生箇所が分からない。
1 プロセス・1 スレッドでの再実行が必要である。
## #567 の修正(MR !664)との関係
master では、上の 31 件のうち 6 件が、MR !664 が直した次の 3 か所で落ちている(1 つのテストが複数のケースを実行するため、発生回数は計 13 回である)。
| master での SIGSEGV の箇所 | 回数 |
|:--|--:|
| `hecmw1/src/solver/matrix/hecmw_local_matrix.f90` 1508(`convert_rowID_to_remote_localID`) | 7 |
| `fistr1/src/analysis/static/make_result.f90` 1879(省略された `expflag` の参照) | 5 |
| `fistr1/src/lib/static_LIB_1d.f90` 549(`STF_SPRING_A` の `stiff` を入口で読む) | 1 |
MR !664 を当てると、この 3 か所では落ちなくなり、同じテストがより先まで進んだうえで、上の表の箇所で落ちる。
31 件の失敗自体は MR !664 の前後で変わらない。
## #896 との関係
#896 は仮引数の `intent` の誤りを対象としており、全ソースの走査で検出できる。
本 issue の問題は、局所変数・派生型の成分・配列の添字が未定義のまま使われるもので、同じ系統だが走査の対象外である。
## 確認に使った実行
| 対象 | 実行 | 結果 |
|:--|:--|:--|
| master 2d99c9f2 に #567 の修正(MR !664 のリベース前)を当てたもの | 全 432 件 | 31 件が失敗 |
| master dd7e2a08 | 上の 31 件を含む 37 件 | 同じ 31 件が失敗 |
どちらも同じビルド設定(`-Nquickdbg` あり)である。
issue
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