Question

我有以下结构。

typedef struct
{
 int *Ai;
 double *Ax;
 int nz;
}column;

我想使用MPI_Send和MPI_Receive转移此结构。如何为此结构创建MPI_Datatype？

Answer 1

MPI旨在使用结构数组，而不是数组结构。

@suszterpatt提出的MPI_Hindexed是一个糟糕的黑客。它只允许您发送结构类型的一个元素，并且只发送用于定义MPI数据类型的元素。对于相同结构类型的其他变量，主要保证计算的偏移量是错误的。除了 Hindexed 类型之外，所有元素都使用同一个MPI数据类型，因此不允许您同时发送整数和双精度数。

明智的做法是将程序转换为使用结构数组：

 typedef struct
 {
    int i;
    double z;
 } point;

 typedef struct
 {
    point *A;
    int nz;
 } column;

现在您可以创建一个MPI结构化类型point_type并使用它来发送nz这种类型的元素，并将column.A作为缓冲区地址：

 int lens[3];
 MPI_Aint base, disps[2];
 MPI_Datatype oldtypes[2], point_struct, point_type;

 MPI_Get_address(&point, disps);
 MPI_Get_address(&point.z, disps+1);
 base = disps[0];

 lens[0] = 1; disps[0] = MPI_Aint_diff(disps[0], base); oldtypes[0] = MPI_INT;
 lens[1] = 1; disps[1] = MPI_Aint_diff(disps[1], base); oldtypes[1] = MPI_DOUBLE;
 MPI_Type_create_struct(2, lens, disps, oldtypes, &point_struct);
 MPI_Type_create_resized(point_struct, 0, sizeof(point), &point_type);
 MPI_Type_commit(&point_type);

 MPI_Send(column.A, column.nz, point_type, ...);

这首先创建一个描述结构成员布局的MPI数据类型point_struct，但不考虑最后的任何填充，因此不能用于可靠地发送此类结构的数组。因此，使用point_type创建具有正确范围的第二个数据类型MPI_Type_create_resized。

在接收方，您可以使用MPI_Probe查看邮件，使用类型为MPI_Get_count的{{1}}提取元素数量（直接转到point_type字段），分配nz字段并在A中使用它来接收MPI_Recv元素：

nz

如果代码更改不可能，您仍然可以在发送之前完成转换结构的中间步骤，这个过程通常称为（un-）编组。在你的情况下做这样的事情（我假设你在MPI_Status status; MPI_Probe(source, tag, comm, &status); MPI_Get_count(&status, point_type, &column.nz); if (nz == MPI_UNDEFINED) ... non-integral message was received, do something column.A = (point *)malloc(column.nz*sizeof(point)); MPI_Recv(column.A, column.nz, point_type, source, tag, comm, MPI_STATUS_IGNORE);字段中的Ai和Ax中存储了数组元素的数量：

nz

在接收方，你必须做相反的事情：分配一个足够大的缓冲区，它可以容纳结构，接收信息，然后进行相反的转换。

再一次，您无需传输point *temp = (point *)malloc(nz*sizeof(point)); for (int i = 0; i < column.nz; i++) { temp[i].i = column.Ai[i]; temp[i].z = column.Az[i]; } MPI_Send(temp, nz, point_type, ...); free(temp);的实际值，因为可以使用nz从邮件的长度轻松提取它。

Answer 2

向另一台机器发送指针毫无意义（没有双关语）。由于虚拟寻址，指针很可能指向接收机器上的无效内存位置，即使没有，您实际上也没有发送它指向的数据。

但是，通过正确使用MPI_Address()和MPI_Hindexed数据类型，可以描述数据的内存布局（我假设您的指针指向动态数组）。例如。如果Ai指向3 int s，Ax指向5 double s，则需要Hindexed类型，包含3个街区：3 {{ 1}} s，5 MPI_INT s和1 MPI_DOUBLE，使用MPI_INT获取偏移量。

如果您更改要发送的项目数或完全重新分配数组，请不要忘记重新定义并重新提交数据类型。如果您要发送多个结构，则必须为每个结构定义并提交此数据类型，因为您的MPI数据类型特定于这些结构的一个特定实例。

另外请记住，如果要重新创建原始结构，则必须在接收端进行类似的棘手解包。

Answer 3

“明智的做法是将程序转换为使用结构数组”

通常，这在概念上也更好。

我想指出另一种机制：使用MPI_Pack和MPI_Unpack。例如，使用原始结构，您可以打包第一个整数，然后打包两个数组。接收器将解包整数，然后知道解压缩了多少其他东西。

如果您的对象不能直接访问但只能通过迭代器访问，这也是一个很好的解决方案。

为包含指针的结构创建MPI_Datatype

3 个答案: