Функции сбора блоков данных от всех процессов группы

Семейство функций сбора блоков данных от всех процессов группы состоит из четырех подпрограмм: MPI_Gather, MPI_Allgather, MPI_Gatherv, MPI_Allgatherv. Каждая из указанных подпрограмм расширяет функциональные возможности предыдущих.

Функция MPI_Gather производит сборку блоков данных, посылаемых всеми процессами группы, в один массив процесса с номером root. Длина блоков предполагается одинаковой. Объединение происходит в порядке увеличения номеров процессов-отправителей. То есть данные, посланные процессом i из своего буфера sendbuf, помещаются в i-ю порцию буфера recvbuf процесса root. Длина массива, в который собираются данные, должна быть достаточной для их размещения.

С:

int MPI_Gather(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,

void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,
int root, MPI_Comm comm)

FORTRAN:

MPI_GATHER(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVBUF,

RECVCOUNT, RECVTYPE, ROOT, COMM, IERROR)

<type> SENDBUF(*), RECVBUF(*)

INTEGER SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVCOUNT, RECVTYPE, ROOT, COMM, IERROR

IN	sendbuf	-	адрес начала размещения посылаемых данных;
IN	sendcount	-	число посылаемых элементов;
IN	sendtype	-	тип посылаемых элементов;
OUT	recvbuf	-	адрес начала буфера приема (используется только в процессе-получателе root);
IN	recvcount	-	число элементов, получаемых от каждого процесса (используется только в процессе-получателе root);
IN	recvtype	-	тип получаемых элементов;
IN	root	-	номер процесса-получателя;
IN	comm	-	коммуникатор.

Тип посылаемых элементов sendtype должен совпадать с типом recvtype получаемых элементов, а число sendcount должно равняться числу recvcount. То есть, recvcount в вызове из процесса root - это число собираемых от каждого процесса элементов, а не общее количество собранных элементов.

Пример программы с использованием функции MPI_Gather.

MPI_Comm comm;int array[100];int root, *rbuf;...MPI_Comm_size(comm, &gsize);rbuf = (int *) malloc(gsize * 100 * sizeof(int));MPI_Gather(array, 100, MPI_INT, rbuf, 100, MPI_INT, root, comm);

Функция MPI_Allgather выполняется так же, как MPI_Gather, но получателями являются все процессы группы. Данные, посланные процессом i из своего буфера sendbuf, помещаются в i-ю порцию буфера recvbuf каждого процесса. После завершения операции содержимое буферов приема recvbuf у всех процессов одинаково.

C:

int MPI_Allgather(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,

void* recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)

FORTRAN:

MPI_ALLGATHER(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVBUF,

RECVCOUNT, RECVTYPE, COMM, IERROR)

<type> SENDBUF(*), RECVBUF(*)

INTEGER SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVCOUNT, RECVTYPE, COMM, IERROR

IN	sendbuf	-	адрес начала буфера посылки;
IN	sendcount	-	число посылаемых элементов;
IN	sendtype	-	тип посылаемых элементов;
OUT	recvbuf	-	адрес начала буфера приема;
IN	recvcount	-	число элементов, получаемых от каждого процесса;
IN	recvtype	-	тип получаемых элементов;
IN	comm	-	коммуникатор.

 

Функция MPI_Gatherv позволяет собирать блоки с разным числом элементов от каждого процесса, так как количество элементов, принимаемых от каждого процесса, задается индивидуально с помощью массива recvcounts. Эта функция обеспечивает также большую гибкость при размещении данных в процессе-получателе, благодаря введению в качестве параметра массива смещений displs.

C:

int MPI_Gatherv(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,

void* rbuf, int *recvcounts, int *displs, MPI_Datatype recvtype,
int root, MPI_Comm comm)

FORTRAN:

MPI_GATHERV(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RBUF,

RECVCOUNTS, DISPLS, RECVTYPE, ROOT, COMM, IERROR)

<type> SENDBUF(*), RBUF(*)

INTEGER SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVCOUNTS(*), DISPLS(*),

RECVTYPE, ROOT, COMM, IERROR

IN	sendbuf	-	адрес начала буфера передачи;
IN	sendcount	-	число посылаемых элементов;
IN	sendtype	-	тип посылаемых элементов;
OUT	rbuf	-	адрес начала буфера приема;
IN	recvcounts	-	целочисленный массив (размер равен числу процессов в группе), i-й элемент которого определяет число элементов, которое должно быть получено от процесса i;
IN	displs	-	целочисленный массив (размер равен числу процессов в группе), i-ое значение определяет смещение i-го блока данных относительно начала rbuf;
IN	recvtype	-	тип получаемых элементов;
IN	root	-	номер процесса-получателя;
IN	comm	-	коммуникатор.

Сообщения помещаются в буфер приема процесса root в соответствии с номерами посылающих процессов, а именно, данные, посланные процессом i, размещаются в

 

адресном пространстве процесса root, начиная с адреса rbuf + displs[i].

Функция MPI_Allgatherv является аналогом функции MPI_Gatherv, но сборка выполняется всеми процессами группы. Поэтому в списке параметров отсутствует параметр root.

C:

int MPI_Allgatherv(void* sendbuf, int sendcount, MPI_Datatype sendtype,

void* rbuf, int *recvcounts, int *displs,
MPI_Datatype recvtype, MPI_Comm comm)

FORTRAN:

MPI_ALLGATHERV(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, RBUF, RECVCOUNTS,

DISPLS, RECVTYPE, COMM, IERROR)

<type> SENDBUF(*), RBUF(*)

INTEGER SENDCOUNT, SENDTYPE, RECVCOUNTS(*), DISPLS(*),

RECVTYPE, COMM, IERROR

IN	sendbuf	-	адрес начала буфера передачи;
IN	sendcount	-	число посылаемых элементов;
IN	sendtype	-	тип посылаемых элементов;
OUT	rbuf	-	адрес начала буфера приема;
IN	recvcounts	-	целочисленный массив (размер равен числу процессов в группе), содержащий число элементов, которое должно быть получено от каждого процесса;
IN	displs	-	целочисленный массив (размер равен числу процессов в группе), i-ое значение определяет смещение относительно начала rbuf i-го блока данных;
IN	recvtype	-	тип получаемых элементов;
IN	comm	-	коммуникатор.

 

 

Рис 1. Графическая интерпретация операции Bcast.

Пример использования функции MPI_Bcast.

... IF (MYID.EQ. 0) THEN PRINT *, 'ВВЕДИТЕ ПАРАМЕТР N: ' READ *, N END IF CALL MPI_BCAST(N, 1, MPI_INTEGER, 0, MPI_COMM_WORLD, IERR)