[MPI] 具有虚拟进程拓扑的 MPI 程序设计

学习资料 《并行算法实践》 （陈国良 等）

学习笔记

虚拟进程拓扑概念

在许多应用程序中，进程的线性排列不能充分地反映进程间在逻辑上的通信模型（通常由问题几何和所用的算法决定），进程经常排列成二维或三维网格形式的拓扑模型，而且，通常用一个图来描述逻辑进程排列， 这种逻辑进程排列称为“虚拟拓扑”。拓扑是组内通信域上的额外、可选的属性，它不能附加在组间通信域上（inter-communicator）上。

虚拟进程拓扑有两种类型：具有规则的网格形状的笛卡儿拓扑 和 具有任意形状的图拓扑。

(NOTE: 这里根据规则与否，分成笛卡儿拓扑 和 图拓扑 两种，这里的笛卡儿拓扑，联想到的是 笛卡儿坐标)

笛卡儿拓扑和图拓扑调用的简单对比如下，这里的主要操作为：创建、得到维度、得到拓扑信息、物理映射。

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操作 笛卡儿拓扑 图拓扑

创建 MPI_CART_CREATE MPI_GRAPH_CREATE

得到维数 MPI_CARTDIM_GET MPI_GRAPHDIMS_GET

得到拓扑信息 MPI_CART_GET MPI_GRAPH_GET

物理映射 MPI_CART_MAP MPI_GRAPH_MAP

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主要函数

笛卡儿拓扑

int MPI_Cart_create(MPI_Comm comm_old, int ndims, int *dims, int *periods, int reorder, MPI_Comm *comm_cart)

int MPI_Cart_get( MPI_Comm comm, int maxdims, int *dims, int *periods, int *coords)

int MPI_Cart_rank( MPI_Comm comm, int *coords, int *rank)
int MPI_Cartdim_get( MPI_Comm comm, int *ndims)

int MPI_Cart_shift( MPI_Comm comm, int direction, int disp, int *rank_source, int *rank_dest)

int MPI_Cart_coords( MPI_Comm comm, int rank, int maxdims, in *coords)

int MPI_Cart_sub( MPI_Comm comm, int *remain_dims, MPI_Comm *newcomm)

int MPI_Cart_map(MPI_Comm comm, int ndims , int *dims, int *periods,int *newrank)

图拓扑

int MPI_Graph_create(MPI_Comm comm_old, int nnodes, int *index, int *edges, int reorder, MPI_Comm *comm_graph)

int MPI_Graphdims_get(MPI_Comm comm, int *nnodes, int *nedges)

int MPI_Graph_get(MPI_Comm comm, int maxindex, int maxedges, int *index, int *edges)

int MPI_Graph_neighbors_count( MPI_Comm comm, int rank, int *nneighbors)

int MPI_Graph_neighbors_count( MPI_Comm comm, int rank, int maxneighbors, int *neighbors)

int MPI_Graph_map(MPI_Comm comm, int nodes, int *index, int *edges, int *newrank)