MPI_File_write_at ：两次写入相同的结构会导致二进制文件中的数据块略有不同

Question

我有以下简单的 MPI 代码：

#include <iostream>
#include <mpi.h>

int main() {
    struct test {
        int rank = 1;
        double begin = 0.5;
        double end = 0.5;
    };

    MPI_Init(NULL, NULL);
    
    int world_rank;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &world_rank);

    int world_size;
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &world_size);

    MPI_File fh;
    MPI_Offset offset;
    MPI_Status status;
    MPI_Datatype TIMEDATA_DATATYPE;

    // Create datatype
    int blocklen[3] = {1,1,1};
    MPI_Datatype type[3] = { MPI_INT, MPI_DOUBLE, MPI_DOUBLE };
    MPI_Aint disp[3] = {0, 4, 12};
    MPI_Type_create_struct(3, blocklen, disp, type, &TIMEDATA_DATATYPE);
    MPI_Type_commit(&TIMEDATA_DATATYPE);

    // Open file
    offset = 20*world_rank;

    MPI_File_open(MPI_COMM_WORLD, "test.bin", MPI_MODE_CREATE | MPI_MODE_WRONLY,
            MPI_INFO_NULL, &fh);

    // Write to file
    test t1, t2;
    MPI_File_write_at(fh, offset, &t1, 1, TIMEDATA_DATATYPE, &status);
    MPI_File_write_at(fh, offset, &t2, 1, TIMEDATA_DATATYPE, &status);

    // Close file
    MPI_File_close(&fh);

    MPI_Finalize();
    
    return 0;
}

运行并用

编译

mpic++ Test.cpp
mpirun -n 2 a.out

所以在上面的代码中，我基本上想写入同一个文件两次。每次来自不同的过程。数据是格式为 int、double、double 的结构，所以 4+8+8=20 字节的数据。我们有两个该结构的对象，但都使用相同的值进行了初始化。所以我们将两个 20 字节的数据块写入文件 test.bin，我希望在二进制表示中看到这种“对称性”，但我得到：（我提供了两个不同的 cli 工具的两个不同的输出。）

$ xxd test.bin 
00000000: 0100 0000 fe7f 0000 0000 0000 0000 e03f  ...............?
00000010: 0000 e03f 0100 0000 ff7f 0000 0000 0000  ................
00000020: 0000 e03f 0000 0000                      ...?....

$ hexdump test.bin 
0000000 0001 0000 7ffe 0000 0000 0000 0000 3fe0
0000010 0000 0000 0001 0000 7fff 0000 0000 0000
0000020 0000 3fe0 0000 0000                    
0000028

现在，如果我们查看 xxd 的输出，我们会看到：

前 20 个字节：

整数：0100 0000
双：fe7f 0000 0000 0000
双：0000 e03f 0000 e03f

后 20 个字节：

整数：0100 0000
双：ff7f 0000 0000 0000
双：0000 e03f 0000 0000

现在基本上，我不完全确定为什么这里的双打不同。

Answer 1

而不是：

MPI_Aint disp[3] = {0, 4, 12};

执行以下操作：

disp[0] = offsetof(test, rank);
disp[1] = offsetof(test, begin);
disp[2] = offsetof(test, end);

不要忘记包含“#include <stddef.h>”，并调整偏移量（即 offset = sizeof(test) * world_rank;）

不要尝试手动硬编码偏移量，最好使用 <stddef.h> 中的 offsetof 来为您计算。无法保证结构内部使用的填充将匹配您在数组中为位移硬编码的值（即 disp）

Structure padding is a concept in C that adds the one or more empty bytes between the memory addresses to align the data in memory. (source). To a better understanding of padding look into this SO thread

MPI_File_write_at ：两次写入相同的结构会导致二进制文件中的数据块略有不同

MPI_File_write_at : Writing the same struct twice results in slightly different data blocks in binary file

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