作为 MPI 基指针的派生数据类型 window

Question

我想将派生数据类型与 MPI3 共享内存一起使用。给定以下派生数据类型：

type ::pve_data
  type(pve_data), pointer :: next => NULL()
  real*8        , pointer :: array(:) => NULL()
end type pve_data

初始化为：

type(pve_data) :: pve_grid
allocate(pve_grid%array(10))
pve_grid%array = 0.0d0

在用 pve_grid 完成一些计算后，我想用 MPI_WIN_ALLOCATE_SHARED 创建一个共享内存 window，其基数应该是 pve_grid。（也许 MPI_WIN_CREATE_DYNAMIC 是替代方案，但我需要通过共享内存实现性能）

1) 到目前为止，我只是使用原始数据类型或这些数据类型的数组作为 window 创建的基指针。派生数据类型也可以用作基指针吗？或者我是否需要为派生数据类型的每个组件创建一个 window，这是一个原始变量？

2) 是否可以使用已经 "used" 的变量（在本例中为 pve_grid）作为基指针？或者我是否需要使用新的 pve_data 作为基指针并将值从 pve_grid 复制到它？

编辑我知道，使用 OpenMP 方法而不是 MPI 共享内存会更容易。但我想有意尝试一种仅使用 MPI 的方法，以提高我的 MPI 能力。

EDIT2 (05.09.16) 我取得了一些进展并且能够使用共享内存，其中基指针是一个简单的整数变量。但是当我想使用派生数据类型作为 window-creation 的基指针时，我仍然遇到问题（出于测试目的，我更改了它的定义 - 请参阅下面的 sharedStructMethod.f90）。编译器和执行不会抛出任何错误......远程访问对派生数据类型组件没有任何影响：写入显示旧值，已由父级初始化。随后的代码显示了我当前的状态。我使用了在执行期间产生新进程的可能性：父进程创建 window 并且子进程在其上执行更改。我希望生成过程不会给调试带来麻烦，我只是为我的项目添加了它。（下次我将更改 real*8 以符合标准）。

派生数据类型的声明 (sharedStructMethod.f90)

  module sharedStructMethod

      REAL*8, PARAMETER      :: prec=1d-13
      INTEGER, PARAMETER     :: masterProc = 0
      INTEGER, PARAMETER     :: SLAVE_COUNT = 2
      INTEGER, PARAMETER     :: CONSTSIZE = 10
      !Struct-Definition    
         type :: vertex
            INTEGER, Dimension(3) :: coords
         end type vertex

         type :: pve_data
            real(kind(prec)), pointer   :: intensity(:) => NULL()
            logical, pointer            :: flag => NULL()
            type(vertex), pointer       :: vertices(:) => NULL()
         end type pve_data
      end module sharedStructMethod

用户执行的父进程 (sharedStruct.f90) 的声明。

      PROGRAM sharedStruct
     USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING, ONLY : C_PTR, C_F_POINTER
     USE mpi
     USE sharedStructMethod
     IMPLICIT NONE
     type(pve_data) :: pve_grid
     integer        :: ierror
     integer        :: myRank, numProcs
     INTEGER        :: childComm
     INTEGER        :: childIntracomm
     integer        :: i
     INTEGER(KIND=MPI_ADDRESS_KIND) :: memSize
     INTEGER                        :: dispUnit
     TYPE(C_PTR)                    :: basePtr
     INTEGER                        :: win
     TYPE(pve_data), POINTER        :: shared_data

     call MPI_INIT(ierror)
     memSize = sizeof(pve_grid)
     dispUnit = 1
     CALL MPI_COMM_SPAWN("sharedStructWorker.x", MPI_ARGV_NULL, SLAVE_COUNT, MPI_INFO_NULL, masterProc,MPI_COMM_SELF, childComm,MPI_ERRCODES_IGNORE, ierror);
     CALL MPI_INTERCOMM_MERGE(childComm, .false., childIntracomm, ierror)
     CALL MPI_WIN_ALLOCATE_SHARED(memSize, dispUnit, MPI_INFO_NULL, childIntracomm, basePtr, win, ierror)
     CALL C_F_POINTER(basePtr, shared_data)
     CALL MPI_WIN_LOCK(MPI_LOCK_EXCLUSIVE, masterProc,0,win,ierror)

     allocate(shared_data%intensity(CONSTSIZE))
     allocate(shared_data%vertices(CONSTSIZE))
     allocate(shared_data%flag)
     shared_data%intensity = -1.0d0
     DO i =1,CONSTSIZE
        shared_data%vertices(i)%coords(1) = -1
        shared_data%vertices(i)%coords(2) = -2
        shared_data%vertices(i)%coords(3) = -3
     END DO
     shared_data%flag = .true.

     CALL MPI_WIN_UNLOCK(masterProc, win, ierror)
     CALL MPI_BARRIER(childIntracomm, ierror)
     CALL MPI_BARRIER(childIntracomm, ierror)
     WRITE(*,*) "After: Flag ",shared_data%flag,"intensity(1): ",shared_data%intensity(1)
     call mpi_finalize(ierror)
  END PROGRAM sharedStruct

最后但同样重要的是：子进程的声明，它在运行时由父进程自动产生，并且确实改变了window内容（sharedStructWorker.f90）

PROGRAM sharedStructWorker
USE mpi
  USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING, ONLY : C_PTR, C_F_POINTER
  USE sharedStructMethod
  IMPLICIT NONE

  INTEGER                   :: ierror
  INTEGER                   :: myRank, numProcs
  INTEGER                   :: parentComm
  INTEGER                   :: parentIntracomm
  TYPE(C_PTR)               :: pveCPtr
  TYPE(pve_data), POINTER   :: pve_gridPtr
  INTEGER                   :: win
  INTEGER(KIND=MPI_ADDRESS_KIND)    :: sizeOfPve
  INTEGER                   :: dispUnit2

  CALL MPI_INIT(ierror)
  CALL MPI_COMM_GET_PARENT(parentComm, ierror)
  CALL MPI_INTERCOMM_MERGE(parentComm, .true., parentIntracomm, ierror)
  sizeOfPve = 0_MPI_ADDRESS_KIND
  dispUnit2 = 1
  CALL MPI_WIN_ALLOCATE_SHARED(sizeOfPve,dispUnit2, MPI_INFO_NULL, parentIntracomm, pveCPtr, win, ierror)
  CALL MPI_WIN_SHARED_QUERY(win, masterProc, sizeOfPve, dispUnit2, pveCPtr, ierror)
  CALL C_F_POINTER(pveCPtr, pve_gridPtr)

  CALL MPI_BARRIER(parentIntracomm, ierror)
  CALL MPI_WIN_LOCK(MPI_LOCK_EXCLUSIVE,masterProc,0,win,ierror)
  pve_gridPtr%flag = .false.
  pve_gridPtr%intensity(1) = 42
  CALL MPI_WIN_UNLOCK(masterProc, win, ierror)
  CALL MPI_BARRIER(parentIntracomm, ierror)
  CALL MPI_FINALIZE(ierror)
  END PROGRAM sharedStructWorker

编译：

mpiifort   -c  sharedStructMethod.f90
mpiifort   -o  sharedStructWorker.x sharedStructWorker.f90 sharedStructMethod.o
mpiifort   -o  sharedStruct.x sharedStruct.f90 sharedStructMethod.o

这是正确的方法还是我需要为派生数据类型 pve_data 的每个组件创建一个共享内存块 window，它只是一个指针？感谢您的帮助！

编辑 10/09/2016，解决方案：评论中的解释。解决该问题的一种方法是为父子工作的每个组件生成一个 window。对于更复杂的派生数据类型，实现起来很快就会变得乏味，但似乎没有其他选择。

Answer 1

我认为这主要涵盖在这里：MPI Fortran code: how to share data on node via openMP?

因此，就 1) 而言，您可以拥有作为 Fortran 派生类型的基指针。但是，2) 的答案是 MPI_Win_alloc_shared returns 存储给您 - 您不能重复使用现有存储。鉴于您有一个链接列表，我什至在原则上都看不到如何将其转换为共享 window 。为了能够使用返回的存储，拥有一个 pve_data 对象数组会简单得多 - 您将不得不将它们连续存储在返回的数组中，因此链接它们似乎不会添加任何有用的东西。

我可能在这里误解了 - 如果您只想在 window 中远程访问列表的头部，那应该没问题。

作为 MPI 基指针的派生数据类型 window

Derived datatype as basepointer for MPI window

fortran

mpi

derived-types