15.Общие процедуры mpi: Инициализация, Завершение.

Общие процедуры MPI

int MPI_Init( int* argc, char*** argv)

MPI_Init - инициализация параллельной части приложения. Реальная инициализация для каждого приложения выполняется не более одного раза, а если MPI уже был инициализирован, то никакие действия не выполняются и происходит немедленный возврат из подпрограммы. Все оставшиеся MPI-процедуры могут быть вызваны только после вызова MPI_Init.

Возвращает: в случае успешного выполнения - MPI_SUCCESS, иначе - код ошибки. (То же самое возвращают и все остальные функции, рассматриваемые в данном руководстве.)

int MPI_Finalize( void )

MPI_Finalize - завершение параллельной части приложения. Все последующие обращения к любым MPI-процедурам, в том числе к MPI_Init, запрещены. К моменту вызова MPI_Finalize некоторым процессом все действия, требующие его участия в обмене сообщениями, должны быть завершены. Сложный тип аргументов MPI_Init предусмотрен для того, чтобы передавать всем процессам аргументы main:

int main(int argc, char** argv)

{

MPI_Init(&argc, &argv);

...

MPI_Finalize();

}

.

16.Общие процедуры mpi: Определение общего числа параллельных процессов в группе. Определение номера процесса в группе.

int MPI_Comm_size( MPI_Comm comm, int* size)

Определение общего числа параллельных процессов в группе comm.

comm - идентификатор группы

OUT size - размер группы

int MPI_Comm_rank( MPI_Comm comm, int* rank)

Определение номера процесса в группе comm. Значение, возвращаемое по адресу &rank, лежит в диапазоне от 0 до size_of_group-1.

comm - идентификатор группы

OUT rank - номер вызывающего процесса в группе comm

double MPI_Wtime(void)

Функция возвращает астрономическое время в секундах (вещественное число), прошедшее с некоторого момента в прошлом. Гарантируется, что этот момент не будет изменен за время существования процесса

17.Mpi: Прием/передача сообщений между отдельными процессами.

Прием/передача сообщений с блокировкой

int MPI_Send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int msgtag, MPI_Comm comm)

buf - адрес начала буфера посылки сообщения

count - число передаваемых элементов в сообщении

datatype - тип передаваемых элементов

dest - номер процесса-получателя

msgtag - идентификатор сообщения

comm - идентификатор группы

Блокирующая посылка сообщения с идентификатором msgtag, состоящего из count элементов типа datatype, процессу с номером dest. Все элементы сообщения расположены подряд в буфере buf. Значение count может быть нулем. Тип передаваемых элементов datatype должен указываться с помощью предопределенных констант типа. Разрешается передавать сообщение самому себе.

Блокировка гарантирует корректность повторного использования всех параметров после возврата из подпрограммы. Выбор способа осуществления этой гарантии: копирование в промежуточный буфер или непосредственная передача процессу dest, остается за MPI. Следует специально отметить, что возврат из подпрограммы MPI_Send не означает ни того, что сообщение уже передано процессу dest, ни того, что сообщение покинуло процессорный элемент, на котором выполняется процесс, выполнивший MPI_Send.

int MPI_Recv(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int msgtag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status)

OUT buf - адрес начала буфера приема сообщения

count - максимальное число элементов в принимаемом сообщении

datatype - тип элементов принимаемого сообщения

source - номер процесса-отправителя

msgtag - идентификатор принимаемого сообщения

comm - идентификатор группы

OUT status - параметры принятого сообщения

Прием сообщения с идентификатором msgtag от процесса source с блокировкой. Число элементов в принимаемом сообщении не должно превосходить значения count. Если число принятых элементов меньше значения count, то гарантируется, что в буфере buf изменятся только элементы, соответствующие элементам принятого сообщения. Если нужно узнать точное число элементов в сообщении, то можно воспользоваться подпрограммой MPI_Probe.

Блокировка гарантирует, что после возврата из подпрограммы все элементы сообщения приняты и расположены в буфере buf.

В качестве номера процесса-отправителя можно указать предопределенную константу MPI_ANY_SOURCE - признак того, что подходит сообщение от любого процесса. В качестве идентификатора принимаемого сообщения можно указать константу MPI_ANY_TAG - признак того, что подходит сообщение с любым идентификатором.

Если процесс посылает два сообщения другому процессу и оба эти сообщения соответствуют одному и тому же вызову MPI_Recv, то первым будет принято то сообщение, которое было отправлено раньше.

int MPI_Get_count( MPI_Status *status, MPI_Datatype datatype, int *count)

status - параметры принятого сообщения

datatype - тип элементов принятого сообщения

OUT count - число элементов сообщения

По значению параметра status данная подпрограмма определяет число уже принятых (после обращения к MPI_Recv) или принимаемых (после обращения к MPI_Probe или MPI_Iprobe) элементов сообщения типа datatype.

int MPI_Probe( int source, int msgtag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status)

source - номер процесса-отправителя или MPI_ANY_SOURCE

msgtag - идентификатор ожидаемого сообщения или MPI_ANY_TAG

comm - идентификатор группы

OUT status - параметры обнаруженного сообщения

Получение информации о структуре ожидаемого сообщения с блокировкой. Возврата из подпрограммы не произойдет до тех пор, пока сообщение с подходящим идентификатором и номером процесса-отправителя не будет доступно для получения. Атрибуты доступного сообщения можно определить обычным образом с помощью параметра status. Следует обратить внимание, что подпрограмма определяет только факт прихода сообщения, но реально его не принимает.

Прием/передача сообщений без блокировки

int MPI_Isend(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int msgtag, MPI_Comm comm, MPI_Request *request)

buf - адрес начала буфера посылки сообщения

count - число передаваемых элементов в сообщении

datatype - тип передаваемых элементов

dest - номер процесса-получателя

msgtag - идентификатор сообщения

comm - идентификатор группы

OUT request - идентификатор асинхронной передачи

Передача сообщения, аналогичная MPI_Send, однако возврат из подпрограммы происходит сразу после инициализации процесса передачи без ожидания обработки всего сообщения, находящегося в буфере buf. Это означает, что нельзя повторно использовать данный буфер для других целей без получения дополнительной информации о завершении данной посылки. Окончание процесса передачи (т.е. того момента, когда можно переиспользовать буфер buf без опасения испортить передаваемое сообщение) можно определить с помощью параметра request и процедур MPI_Wait и MPI_Test. Сообщение, отправленное любой из процедур MPI_Send и MPI_Isend, может быть принято любой из процедур MPI_Recv и MPI_Irecv.

int MPI_Irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int msgtag, MPI_Comm comm, MPI_Request *request)

OUT buf - адрес начала буфера приема сообщения

count - максимальное число элементов в принимаемом сообщении

datatype - тип элементов принимаемого сообщения

source - номер процесса-отправителя

msgtag - идентификатор принимаемого сообщения

comm - идентификатор группы

OUT request - идентификатор асинхронного приема сообщения

Прием сообщения, аналогичный MPI_Recv, однако возврат из подпрограммы происходит сразу после инициализации процесса приема без ожидания получения сообщения в буфере buf. Окончание процесса приема можно определить с помощью параметра request и процедур MPI_Wait и MPI_Test.

int MPI_Wait( MPI_Request *request, MPI_Status *status)

request - идентификатор асинхронного приема или передачи

OUT status - параметры сообщения

Ожидание завершения асинхронных процедур MPI_Isend или MPI_Irecv, ассоциированных с идентификатором request. В случае приема, атрибуты и длину полученного сообщения можно определить обычным образом с помощью параметра status.

int MPI_Waitall( int count, MPI_Request *requests, MPI_Status *statuses)

count - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT statuses - параметры сообщений

Выполнение процесса блокируется до тех пор, пока все операции обмена, ассоциированные с указанными идентификаторами, не будут завершены. Если во время одной или нескольких операций обмена возникли ошибки, то поле ошибки в элементах массива statuses будет установлено в соответствующее значение.

int MPI_Waitany( int count, MPI_Request *requests, int *index, MPI_Status *status)

count - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT index - номер завершенной операции обмена

OUT status - параметры сообщений

Выполнение процесса блокируется до тех пор, пока какая-либо операция обмена, ассоциированная с указанными идентификаторами, не будет завершена. Если несколько операций могут быть завершены, то случайным образом выбирается одна из них. Параметр index содержит номер элемента в массиве requests, содержащего идентификатор завершенной операции.

int MPI_Waitsome( int incount, MPI_Request *requests, int *outcount, int *indexes, MPI_Status *statuses)

incount - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT outcount - число идентификаторов завершившихся операций обмена

OUT indexes - массив номеров завершившихся операции обмена

OUT statuses - параметры завершившихся сообщений

Выполнение процесса блокируется до тех пор, пока по крайней мере одна из операций обмена, ассоциированных с указанными идентификаторами, не будет завершена. Параметр outcount содержит число завершенных операций, а первые outcount элементов массива indexes содержат номера элементов массива requests с их идентификаторами. Первые outcount элементов массива statuses содержат параметры завершенных операций.

int MPI_Test( MPI_Request *request, int *flag, MPI_Status *status)

request - идентификатор асинхронного приема или передачи

OUT flag - признак завершенности операции обмена

OUT status - параметры сообщения

Проверка завершенности асинхронных процедур MPI_Isend или MPI_Irecv, ассоциированных с идентификатором request. В параметре flag возвращает значение 1, если соответствующая операция завершена, и значение 0 в противном случае. Если завершена процедура приема, то атрибуты и длину полученного сообщения можно определить обычным образом с помощью параметра status.

int MPI_Testall( int count, MPI_Request *requests, int *flag, MPI_Status *statuses)

count - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT flag - признак завершенности операций обмена

OUT statuses - параметры сообщений

В параметре flag возвращает значение 1, если все операции, ассоциированные с указанными идентификаторами, завершены (с указанием параметров сообщений в массиве statuses). В противном случае возвращается 0, а элементы массива statuses неопределены.

int MPI_Testany(int count, MPI_Request *requests, int *index, int *flag, MPI_Status *status)

count - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT index - номер завершенной операции обмена

OUT flag - признак завершенности операции обмена

OUT status - параметры сообщения

Если к моменту вызова подпрограммы хотя бы одна из операций обмена завершилась, то в параметре flag возвращается значение 1, index содержит номер соответствующего элемента в массиве requests, а status - параметры сообщения.

int MPI_Testsome( int incount, MPI_Request *requests, int *outcount, int *indexes, MPI_Status *statuses)

incount - число идентификаторов

requests - массив идентификаторов асинхронного приема или передачи

OUT outcount - число идентификаторов завершившихся операций обмена

OUT indexes - массив номеров завершившихся операции обмена

OUT statuses - параметры завершившихся операций

Данная подпрограмма работает так же, как и MPI_Waitsome, за исключением того, что возврат происходит немедленно. Если ни одна из указанных операций не завершилась, то значение outcount будет равно нулю.

int MPI_Iprobe( int source, int msgtag, MPI_Comm comm, int *flag, MPI_Status *status)

source - номер процесса-отправителя или MPI_ANY_SOURCE

msgtag - идентификатор ожидаемого сообщения или MPI_ANY_TAG

comm - идентификатор группы

OUT flag - признак завершенности операции обмена

OUT status - параметры обнаруженного сообщения

Получение информации о поступлении и структуре ожидаемого сообщения без блокировки. В параметре flag возвращает значение 1, если сообщение с подходящими атрибутами уже может быть принято (в этом случае ее действие полностью аналогично MPI_Probe), и значение 0, если сообщения с указанными атрибутами еще нет.