MPI自定义数据类型

Posted 2020-12-18 zhangyazhou

自定义数据类型

1.数据类型辅助函数

• MPI_Type_commit

int MPI_Type_commit(
  MPI_Datatype *datatype
);

在通信中使用数据类型对象之前，必须提交数据类型对象。提交的数据类型仍可用作数据类型构造函数中的参数。无需提交基本数据类型。它们是"预先承诺的"。

• MPI_Type_free

int MPI_Type_free(
  MPI_Datatype *datatype
);

标记与处理数据的数据类型关联的数据类型对象，并将数据类型设置到MPI_DATATYPE_NULL。当前使用此数据类型的任何通信都将正常完成。从释放的数据类型定义的派生数据类型不受影响。

• MPI_Type_extent（已弃用，由替换MPI_Type_get_extent）

int MPI_Type_extent(
  MPI_Datatype datatype,
  MPI_Aint *extent
);

此例程既具有线程安全，也具有中断安全。这意味着此例程可能安全地由多个线程使用，也可以在信号处理程序中使用。

• MPI_Address

int MPI_Address(
  void *location,
  MPI_Aint *address
);

获取内存中的某位置的地址，返回指定变量内存中的“绝对”地址。

2.Contiguous数据类型

• MPI_Type_contiguous

int MPI_Type_contiguous(
  int count,
  MPI_Datatype old_type,
  MPI_Datatype *new_type_p
);

连续复制：将原数据类型oldtype按顺序依次连续复制后，得到一个新的数据类型。比如定义连续的2个实数为一个新的数据类型。

 MPI_Type_contiguous( 2, MPI_CHAR, &type );

3.Vector数据类型

• MPI_Type_vector

int MPI_Type_vector(
  int count,
  int blocklength,
  int stride,
  MPI_Datatype old_type,
  MPI_Datatype *newtype_p
);

创建向量（步幅）数据类型。先连续复制blocklength个oldtype类型的数据，形成一个数据块；再通过等间隔的复制count个该数据块形成新的数据类型；相邻两个数据的的起始位置的位移相差stride乘extent(oldtype)个字节。
例如有oldtype数据
1，2，3，4，5，6，7，8
现在要求新的数据类型3个，每连续2个作为一个新的数据类型，间隔为1.

MPI_Type_vector(3,2,1,old,new)

• MPI_Type_hvector

int MPI_Type_hvector(
  int count,
  int blocklen,
  MPI_Aint stride,
  MPI_Datatype old_type,
  MPI_Datatype *newtype_p
);

功能同MPI_Type_vector相同，唯一区别就是stride的单位是字节。

4.Index数据类型

• MPI_Type_indexed

int MPI_Type_indexed(
  int count,
  int blocklens[],
  int indices[],//位移，和首地址的位移
  MPI_Datatype old_type,
  MPI_Datatype *newtype
);

创建索引数据类型：该函数生成的新数据类型有count个数据块构成，第i个数据块包含blocklens[i]个连续存放的oldtype,第i个数据块与首地址的偏移量（字节数）为indices[i]乘extent(oldtype)。
可以看作是MPI_Type_vector的扩展，区别是买个数据块的长度可以不同，数据块之间的间隔也可以不同。

• MPI_Type_hindexed

int MPI_Type_hindexed(
  int count,
  int blocklens[],
  MPI_Aint indices[],
  MPI_Datatype old_type,
  MPI_Datatype *newtype
);

功能同MPI_Type_vector相同，唯一区别就是indices数组存放的数据单位是字节。

• MPI_Type_struct

int MPI_Type_struct(
  int count,
  int blocklens[],
  MPI_Aint indices[],
  MPI_Datatype old_types[],
  MPI_Datatype *newtype
);

创建结构数据类型：与MPI_Type_indexed的区别在于每个数据块的数据类型可以不同，这里的indices数组存访的单位是字节。
该函数时最一般的新数据类型的构造函数，也是最广泛的一个。

MPI的数据打包与拆包

打包(Pack)和解包(Unpack)操作是为了发送不连续的数据， 在发送前显示地把数据包装大一个连续的缓冲区， 在接收之后从连续的缓冲区中解包。

• MPI_Pack

int MPI_Pack(
  void *inbuf,
  int incount,
  MPI_Datatype datatype,
  void *outbuf,
  int outcount,
  int *position,
  MPI_Comm comm
);

MPI_PACK把由inbuf,incount, datatype指定的发送缓冲区中的incount个datatype类型的消息放到起始为 outbuf 的连续空间，该空间共有 outcount 个字节。 输入缓冲区可以是 MPI_Send 允许的任何通信缓冲区。入口参数 position 的值是输出缓冲区中用于打包的起始地址，打包后它的值根据打包消息的大小来增加，出口参数 position 的值是被打包的消息占用的输出缓冲区后面的第一个地址。通过连续几次对不同位置的消息调用打包操作， 就将不连续的消息放到了一个连续的空间。comm参数是将在后面用于发送打包的消息时用的通信域。 (NOTE:这里要连续多次调用打包操作)

• MPI_Unpack

int MPI_Unpack(
  void *inbuf,
  int insize,
  int *position,
  void *outbuf,
  int outcount,
  MPI_Datatype datatype,
  MPI_Comm comm
);

MPI_UNPACK 和 MPI_PACK 对应， 它从 inbuf 和 insize 指定的缓冲区空间将不连续的消息解开，放到 outbuf, outcount, datatype 指定的缓冲区中。 输出缓冲区可以是 MPI_RECV 允许的任何通信缓冲区。 输入缓冲区是一个连续的存储空间，大小为insize字节， 开始地址为 inbuf。入口参数 position的初始值是输出缓冲区中被打包消息占用的起始地址， 解包后它的值根据打包消息的大小来增加，因此出口参数 position的值是输出缓冲区中被解包的消息占用空间后面的第一个地址。 通过连续几次对已打包的消息调用与打包时相应的解包操作，就可以将连续的消息解开放到一个不连续的空间。comm参数是用于接收消息的通信域。

• MPI_Pack_size

int MPI_Pack_size(
  int incount,
  MPI_Datatype datatype,
  MPI_Comm comm,
  int *size
);

描述MPI_Pack和MPI_Unpack的最大值。