Как использовать MPI_Type_create_subarray?

Ответ 1

MPI_Type_create_subarray() не берет исходный массив и не возвращает подмассиву; он создает тип MPI, который описывает макет памяти для данного подмассива: больший массив определенного типа; набор подсекций; и "угол", из которого следует начинать.

Затем вы можете использовать этот вновь созданный тип MPI для извлечения только тех данных, которые вы хотите получить из любого массива соответствующего размера, и отправить его в сообщении на другую задачу (с помощью процедур передачи сообщений "точка-точка" ), все остальные задачи ( через коллективы) или записать его на диск (с MPI-IO). В следующем примере ранг 0 использует тип Subarray MPI для извлечения подмассива из большего массива целых чисел и отправляет его в ранг 1. Ранг 1, просто получая его в смежном буфере, не должен принимать его как любой специальный тип; он просто получает данные как целые числа.

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

void printarr(int **data, int n, char *str);
int **allocarray(int n);

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

    /* array sizes */
    const int bigsize =10;
    const int subsize =5;

    /* communications parameters */
    const int sender  =0;
    const int receiver=1;
    const int ourtag  =2;

    int rank, size;

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

    if (size < receiver+1) {
        if (rank == 0)
            fprintf(stderr,"%s: Needs at least %d  processors.\n", argv[0], receiver+1);
        MPI_Finalize();
        return 1;
    }

    if (rank == sender) {
        int **bigarray = allocarray(bigsize);
        for (int i=0; i<bigsize; i++)
            for (int j=0; j<bigsize; j++)
                bigarray[i][j] = i*bigsize+j;


        printarr(bigarray, bigsize, " Sender: Big array ");

        MPI_Datatype mysubarray;

        int starts[2] = {5,3};
        int subsizes[2]  = {subsize,subsize};
        int bigsizes[2]  = {bigsize, bigsize};
        MPI_Type_create_subarray(2, bigsizes, subsizes, starts,
                                 MPI_ORDER_C, MPI_INT, &mysubarray);
        MPI_Type_commit(&mysubarray);

        MPI_Send(&(bigarray[0][0]), 1, mysubarray, receiver, ourtag, MPI_COMM_WORLD);
        MPI_Type_free(&mysubarray);

        free(bigarray[0]);
        free(bigarray);

    } else if (rank == receiver) {

        int **subarray = allocarray(subsize);

        for (int i=0; i<subsize; i++)
            for (int j=0; j<subsize; j++)
                subarray[i][j] = 0;

        MPI_Recv(&(subarray[0][0]), subsize*subsize, MPI_INT, sender, ourtag, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);

        printarr(subarray, subsize, " Receiver: Subarray -- after receive");

        free(subarray[0]);
        free(subarray);
    }

    MPI_Finalize();
    return 0;
}

void printarr(int **data, int n, char *str) {    
    printf("-- %s --\n", str);
    for (int i=0; i<n; i++) {
        for (int j=0; j<n; j++) {
            printf("%3d ", data[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int **allocarray(int n) {
    int *data = malloc(n*n*sizeof(int));
    int **arr = malloc(n*sizeof(int *));
    for (int i=0; i<n; i++)
        arr[i] = &(data[i*n]);

    return arr;
}

Выполнение этого дает

$ mpicc -o subarray subarray.c  -std=c99 -Wall -g
$ mpirun -np 2 ./subarray
    --  Sender: Big array  --
  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9 
 10  11  12  13  14  15  16  17  18  19 
 20  21  22  23  24  25  26  27  28  29 
 30  31  32  33  34  35  36  37  38  39 
 40  41  42  43  44  45  46  47  48  49 
 50  51  52  53  54  55  56  57  58  59 
 60  61  62  63  64  65  66  67  68  69 
 70  71  72  73  74  75  76  77  78  79 
 80  81  82  83  84  85  86  87  88  89 
 90  91  92  93  94  95  96  97  98  99 
--  Receiver: Subarray -- after receive --
 53  54  55  56  57 
 63  64  65  66  67 
 73  74  75  76  77 
 83  84  85  86  87 
 93  94  95  96  97