c - MPI_Allgather 与 2D 数组
问题描述
我正在尝试计算一些基于其先前位置的物体的位置。因此,在每个 k 循环中,我需要使用计算并存储在 Cw 数组中的物体的新坐标 (x,y,z) 来更新每个 C 数组。我尝试了 MPI_Allgather,但找不到正确的语法来实现它。
我用问题的串行版本检查了 k=1 的输出,并且 F、V 和 Cw 数组的值是正确的,所以唯一的问题是 MPI_Allgather。为简单起见,现在 dt 变量等于 1。我试过这个,但没有一个工作。第一个仅从 Cw 和另外 2 个值更新第一行 C 数组,但位置错误,其余与开始时填充时相同。第二个给出Segmentation fault
MPI_Allgather(&(Cw[0][0]),length*3,MPI_FLOAT,&(C[0][0]),length*3,MPI_FLOAT,MPI_COMM_WORLD);
MPI_Allgather(Cw,length*3,MPI_FLOAT,C,length*3,MPI_FLOAT,MPI_COMM_WORLD);
这是代码
float **C,**Cw;
C=malloc(N*sizeof(float*));
Cw=malloc(length*sizeof(float*));
for(i=0;i<length;i++)
{
Cw[i]=malloc(3*sizeof(float));
}
for(i=0;i<N;i++)
{
C[i]=malloc(3*sizeof(float));
}
for(k=0;k<loop;k++)
{
for(i=start;i<=end;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
{
if(i!=j)
{
dx=C[j][0]-C[i][0];
dy=C[j][1]-C[i][1];
dz=C[j][2]-C[i][2];
d=sqrt(pow(dx,2)+pow(dy,2)+pow(dz,2));
F[i-start][0] -= G*M[i]*M[j]/pow(d,3)*dx;
F[i-start][1] -= G*M[i]*M[j]/pow(d,3)*dy;
F[i-start][2] -= G*M[i]*M[j]/pow(d,3)*dz;
}
}
}
for(i=0;i<length;i++)
{
for(j=0;j<3;j++)
{
a=F[i][j]/M[i+start]; // α=F/m
V[i][j]=V[i][j]+a*1; // V(n+1)=Vn+α*Δt
Cw[i][j]=C[i+start][j]+V[i][j]*1; // R(n+1)=Rn+Vn*Δt
}
}
// where MPI_Allgather takes place
}
我期望的输出是串行程序 https://drive.google.com/open?id=1fwLu8Jk3JEorFTvNJyOtti3K_zIw0ncw提供的
带有此代码的 mpi 版本
MPI_Allgather(&(Cw[0][0]),length*3,MPI_FLOAT,&(C[0][0]),length*3,MPI_FLOAT,MPI_COMM_WORLD);
给出这个输出https://drive.google.com/open?id=14cEFFRvNGUN_RK3u8Z31iRDtiTJs6_8I
解决方案
再一次,这个指向指针的废话(对于 scicomp):您通过 MPI 传递指向行的指针,而不是内容。
我建议您避免将数组分配为 N 个独立行,如下所示:
float **C,**Cw;
// I guess that you missed to paste these two lines
C = malloc( N * sizeof(float*) );
Cw = malloc( length * sizeof(float*) );
for(i=0;i<length;i++)
{
Cw[i]=malloc(3*sizeof(float));
}
for(i=0;i<N;i++)
{
C[i]=malloc(3*sizeof(float));
}
以这种方式分配的数组在内存中不是线性的,并且不能被 MPI 函数全局使用。当您传递 时C
,您传递的只是指针数组。传递&C[0][0]
,您传递的是前 3 个元素的数组,但其他 3 元素数组在内存中并不连续,因为它们是独立分配的。因此,段错误是您可以实现的最好的结果,随机结果是最坏的。
在一个块中分配所需的内存是正确的,MPI函数可以正确处理:
float *C,*Cw;
C = malloc( N * 3 * sizeof(float) );
Cw = malloc( length * 3 * sizeof(float) );
并将任何内存访问替换为
dx=C[j][0]-C[i][0];
dy=C[j][1]-C[i][1];
dz=C[j][2]-C[i][2];
和
dx=C[3*j+0]-C[3*i+0];
dy=C[3*j+1]-C[3*i+1];
dz=C[3*j+2]-C[3*i+2];
这样,传递C
将导致正确传递数组内容。
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