2D数组和malloc的MPI_Scatter

我正在尝试使用MPI库在C中编写程序，其中主进程创建一个2D数组并将其行分配给其他进程。 矩阵具有维度p*p ，其中p是处理的数量。

这是代码：

 #include  #include  #include  #include  int **createMatrix (int nrows, int ncols) { int **matrix; int h, i, j; if (( matrix = malloc(nrows*sizeof(int*))) == NULL) { printf("Malloc error"); exit(1); } for (h=0; h<nrows; h++) { if (( matrix[h] = malloc( ncols * sizeof(int))) == NULL) { printf("Malloc error 2"); exit(1); } } for (i=0; i<ncols; i++) { for (j=0; j<nrows; j++) { matrix[i][j] = ((i*nrows) + j); } } return matrix; } void printArray (int *row, int nElements) { int i; for (i=0; i<nElements; i++) { printf("%d ", row[i]); } printf("\n"); } void printMatrix (int **matrix, int nrows, int ncols) { int i; for (i=0; i<nrows; i++) { printArray(matrix[i], ncols); } } int main (int argc, char **argv) { if (MPI_Init(&argc, &argv) != MPI_SUCCESS) { perror("Error initializing MPI"); exit(1); } int p, id; MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &p); // Get number of processes MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &id); // Get own ID int **matrix; if (id == 0) { matrix = createMatrix(p, p); // Master process creates matrix printf("Initial matrix:\n"); printMatrix(matrix, p, p); } int *procRow = malloc(sizeof(int) * p); // received row will contain p integers if (procRow == NULL) { perror("Error in malloc 3"); exit(1); } if (MPI_Scatter(*matrix, p, MPI_INT, // send one row, which contains p integers procRow, p, MPI_INT, // receive one row, which contains p integers 0, MPI_COMM_WORLD) != MPI_SUCCESS) { perror("Scatter error"); exit(1); } printf("Process %d received elements: ", id); printArray(procRow, p); MPI_Finalize(); return 0; } 

运行此代码时收到的输出是

 $ mpirun -np 4 test Initial matrix: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Process 0 received elements: 0 1 2 3 Process 1 received elements: 1 50 32 97 Process 2 received elements: -1217693696 1 -1217684120 156314784 Process 3 received elements: 1 7172196 0 0 

进程0显然接收到正确的输入，但其他进程显示我无法理解的数字。 还要注意，进程1和3的数量在程序的多次运行中是一致的，而进程2的数量在每次运行中都会发生变化。

在我看来，我的内存分配或指针使用有问题，但我对C编程很新。有人能解释一下这个输出是如何以及为什么产生的？ 中学，显然，我也对如何解决我的问题感兴趣:)提前感谢！

Answer 1

我认为你从根本上误解了分散操作的作用以及MPI如何分配和使用内存。

MPI_Scatter获取源数组并分成几部分，向MPI通信器的每个成员发送一个唯一的部分。 在您的示例中，您需要将矩阵分配给线性内存中的连续p*p元素，这将为每个进程发送p值。 你的源“矩阵”是一个指针数组。 无法保证行按顺序排列在内存中，并且MPI_Scatter不知道如何遍历已传递的指针数组。 因此，调用只是读取超出矩阵指针间接传递的第一行的末尾，将后续内容作为数据处理。 这就是为什么在第一行之后接收数据的进程中获取垃圾值的原因。

所有MPI数据复制例程都期望源和目标存储器是“扁平”线性arrays。 多维C数组应按行主要顺序存储，而不是像在此处一样存储在指针数组中。 一个廉价的讨厌的黑客你的例子来说明散点调用正常工作将是这样的：

 #include  #include  #include  #include  int *createMatrix (int nrows, int ncols) { int *matrix; int h, i, j; if (( matrix = malloc(nrows*ncols*sizeof(int))) == NULL) { printf("Malloc error"); exit(1); } for (h=0; h 

这样做：

 $ mpicc -o scatter scatter.c $ mpiexec -np 4 scatter Initial matrix: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Process 0 received elements: 1 2 3 4 Process 1 received elements: 5 6 7 8 Process 2 received elements: 9 10 11 12 Process 3 received elements: 13 14 15 16 

即。 当您传递存储在线性存储器中的数据时，它可以工作。 等效行主数组将静态分配，如下所示：

 int matrix[4][4] = { { 1, 2, 3, 4 }, { 5, 6, 7, 8 }, { 9, 10, 11, 12 }, { 13, 14, 15, 16 } }; 

请注意静态分配的二维数组与代码动态分配的指针数组之间的区别。 它们完全不是一回事，即使它们表面上看起来很相似。