如何在 MPI 中发送每个处理器都有变化的二维数组

Question

我试图在根 0 上随机生成一个数组，稍微随机地改变它，然后将每个变化发送到另一个处理器。到目前为止，这是我的代码：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "mpi.h"
#include "math.h"

int main(int argc, char **argv) {

  int N = 32;
  int dim = 3;
  float a = 10.0;
  int size, rank, i, j, k, q;
  float **C;
  float rijx, rijy, rijz, rij, Vij, E=0;
  float stepsize = 0.05;

  double Start_time, End_time, Elapse_time;
  MPI_Status status;

  MPI_Init(&argc, &argv);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);

  C = (float **)malloc(N * sizeof(float*)); // 32 particles

  for (i = 0; i < N; i++) {
    C[i]=(float *)malloc(dim*sizeof(float)); // x, y, z
  }

  MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

  if(rank == 0) {
    Start_time = MPI_Wtime();
  }

  if (rank == 0) {
  for(i = 0; i < N; i++) {
    for(j = 0; j < dim; j++) {
      C[i][j] = (float)rand()/(float)(RAND_MAX/a);
      //printf("%f\n",C[i][j]);
    }
  }
  }

// this is to generate some slight variations in the array

  float** randomsteps(float **matrix) {
for(i = 0; i < N; i = i+(rand()%(32/size))) {
   for (j = 0; j < dim; j++) {
      if(i%2 == 0) {
        C[i][j] = C[i][j]+stepsize;
          if(C[i][j] > 10) {
            C[i][j] = C[i][j] - 10;
          }
      } else {
        C[i][j] = C[i][j]-stepsize;
        if(C[i][j] < 0) {
          C[i][j] = C[i][j] + 10;
        }
      }
   }
}
return C;
  }


// and here I try to send the array
  if(rank == 0) {
   for(i=0; i<size; i++) {
    C = randomsteps(C);

    MPI_Send(&C, N*3, MPI_FLOAT, i, 10+i, MPI_COMM_WORLD);
   }
  }

  if(rank != 0) {
    for(i=0; i<size; i++) {
      MPI_Recv(&C, N*3, MPI_FLOAT, 0, 10+i, MPI_COMM_WORLD, &status);
    }
  }

MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

  MPI_Finalize();

  return 0;
}

代码的一个明显问题是生成随机数的方式有些天真（每次我运行程序时它都给出相同的值）。这是我以后可以做的事情。

目前，我只是想知道 - 我发送和接收数组的方式有什么问题？在使用 MPI 发送和接收时，我在思考如何最好地格式化数据时遇到了很多麻烦。我将如何修复这部分代码？

在此先感谢您的帮助！

Answer 1

这里的问题是所有 MPI 调用都期望内存是连续的。您的内存仅在给定行内是连续的，您所指的二维数组实际上是一个指针数组。指针是不可移植的，所以试图向另一个进程发送或广播指针数组是没有意义的，而且 MPI 本身不支持深度复制，所以这种方法行不通。

但是，如果您将数组分配更改为如下内容：

  float** C;
  float* C_buff;
  C = (float**)malloc(N * sizeof(float*)); // 32 particles
  C_buff = (float*)malloc(N * dim * sizeof(float)); // buffer for particles

  float* p = &C_buff[0];
  for (i = 0; i < N; i++) {
    C[i]=p;
    p+= dim*sizeof(float));
  }

[免责声明：用浏览器编写，完全未经测试，使用风险自负]

这样 C_buff 代表二维数组的连续内存，并且 C 包含指向 C_buff 连续分配内存中的行指针，那么您可以使用现有代码初始化，然后做这样的事情：

MPI_Send(&C_buff[0][0], N*DIM, MPI_FLOAT, i, 10+i, MPI_COMM_WORLD);

即。使用 C_buff 进行 MPI 调用，它应该可以工作。

如何在 MPI 中发送每个处理器都有变化的二维数组

How to send a 2D array in MPI with variation for each processor

c

arrays

parallel-processing

mpi