C 数组的MPI发送数组

好的，我正在尝试通过MPI发送这样的结构

struct BColumns {
        double **B;
        int offset;
};

如果我只是像这样分配数据

    bSet.offset = myRank;
    bSet.B = (double **) calloc(2, sizeof(double *));
    bSet.B[0] = (double *) calloc(1, sizeof(double));
    bSet.B[1] = (double *) calloc(1, sizeof(double));

    bSet.B[0][0] = 1;
    bSet.B[1][0] = 2;


    if(myRank == 0){
            MPI_Send(&bSet,sizeof(struct BColumns), MPI_BYTE, 1, 1, MPI_COMM_WORLD);
    }else{
            MPI_Recv(&recvBuf, sizeof(struct BColumns), MPI_BYTE, MPI_ANY_SOURCE, MPI_ANY_TAG, MPI_COMM_WORLD, &status );
    }

---

我假设它不会很好地工作，因为如果我按原样发送这个结构，它将只发送B中的指针，而该指针不指向其他处理器上的任何东西，那么我将如何在MPI中发送这样的数据。

最简单的方法是使用单个数组以行/列主顺序存储值，所以它在内存中都是连续的。然后，您只需要定义一个描述结构内存布局的MPI数据类型（许多双精度和一个int）。

正如suszterpatt指出的，您确实希望将

B

块分配到一个大块中；不管怎样，这对性能来说可能更好，但对于任何通信来说，这都是必需的，所以您不必到处寻找指针。我认为，不管怎样，你可能必须在不同的发送中发送大小信息，然后在一个数据块中发送数据，尽管你可能会为你发送的每一个数据块创建和删除不同的MPI类型结构。但对每个对象使用多个发送并不困难：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>

typedef struct BColumns {
        double **B;
        int offset;
} bc;

double **alloc2d(int n, int m) {
    double *data = malloc(n*m*sizeof(double));
    double **array = malloc(n*sizeof(double *));
    for (int i=0; i<n; i++) {
        array[i] = &(data[i*m]);
    }
    return array;
}

void free2d(double **array) {
    free(array[0]);
    free(array);
}

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

    const int tag = 13;
    int size, rank;

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

    if (size < 2) {
        fprintf(stderr,"Requires at least two processes.\n");
        exit(-1);
    }

    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    if (rank == 0) {
        int ncols=3, colsize=5;
        bc *send;

        send = malloc(sizeof(bc));
        send->offset = 1;
        send->B = alloc2d(ncols, colsize);
        for (int i=0; i<ncols; i++)
            for (int j=0; j<colsize; j++)
                send->B[i][j] = i*j;

        const int dest = 1;
        MPI_Send(&ncols,   1, MPI_INT, dest, tag, MPI_COMM_WORLD);
        MPI_Send(&colsize, 1, MPI_INT, dest, tag, MPI_COMM_WORLD);
        MPI_Send(&(send->offset), 1, MPI_INT, dest, tag, MPI_COMM_WORLD);
        MPI_Send(&(send->B[0][0]), ncols*colsize, MPI_DOUBLE, dest, tag,
                 MPI_COMM_WORLD);


        printf("Rank %d: sent structure B\n", rank);
        free2d(send->B);
        free(send);
    }

    if (rank == 1) {
        MPI_Status status;
        const int src=0;
        int rncols, rcolsize;
        bc *recv;

        MPI_Recv(&rncols,   1, MPI_INT, src, tag, MPI_COMM_WORLD, &status);
        MPI_Recv(&rcolsize, 1, MPI_INT, src, tag, MPI_COMM_WORLD, &status);
        printf("Rank %d: Received: rncols = %d rcolsize=%d\n", rank, rncols, rcolsize);

        recv = malloc(sizeof(bc));
        recv->B = alloc2d(rncols, rcolsize);

        MPI_Recv(&(recv->offset), 1, MPI_INT, src, tag, MPI_COMM_WORLD, &status);
        MPI_Recv(&(recv->B[0][0]), rncols*rcolsize, MPI_DOUBLE, src, tag,
                MPI_COMM_WORLD, &status);

        printf("Rank %d: Received: offset = %d\n", rank, recv->offset);
        for (int i=0; i<rncols; i++) {
            printf("%d:  Column %d/%d: ", rank, i, rncols);
            for (int j=0; j<rcolsize; j++)
                printf(" %lf ", recv->B[i][j]);
            printf("\n");
        }

        free2d(recv->B);
        free(recv);
    }

    MPI_Finalize();

    return 0;
}

---

如果您想避免多次发送的延迟（并且如果您事先知道B阵列的最大大小），您可以手动或使用MPI函数调用或数据类型，将该数据整理成一条消息，但是你仍然需要以类似的方式来完成它。

那么，如果我没有为这个数组设置一个大小，那么我仍然需要在结构中使用一个指针，并且我动态地分配数组，即使我将它放在行/列主进程中，我仍然会向其他进程传递一个没有任何意义的指针。因此，您不会发送结构本身。相反，发送接收进程可以从中重建相同结构的数据：double和int的数组。原理是一样的，不过您必须巧妙地使用

MPI_Address

函数，并确保double和int在内存中的相对位置不会改变，或者在数据类型更改后重新定义它。或者只是传递多条消息。

$ mpirun -np 3 ./bstruct
Rank 0: sent structure B
Rank 1: Received: rncols = 3 rcolsize=5
Rank 1: Received: offset = 1
1:  Column 0/3:  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 
1:  Column 1/3:  0.000000  1.000000  2.000000  3.000000  4.000000 
1:  Column 2/3:  0.000000  2.000000  4.000000  6.000000  8.000000