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.

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.

Объединение запросов на взаимодействие

Процедуры данной группы позволяют снизить накладные расходы, возникающие в рамках одного процессора при обработке приема/передачи и перемещении необходимой информации между процессом и сетевым контроллером. Несколько запросов на прием и/или передачу могут объединяться вместе для того, чтобы далее их можно было бы запустить одной командой. Способ приема сообщения никак не зависит от способа его посылки: сообщение, отправленное с помощью объединения запросов либо обычным способом, может быть принято как обычным способом, так и с помощью объединения запросов.

int MPI_Send_Init(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

Формирование запроса на выполнение пересылки данных. Все параметры точно такие же, как и у подпрограммы MPI_Isend, однако в отличие от нее пересылка не начинается до вызова подпрограммы MPI_StartAll.

int MPI_Recv_Init(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 - число принимаемых элементов в сообщении

datatype - тип принимаемых элементов

source - номер процесса-отправителя

msgtag - идентификатор сообщения

comm - идентификатор группы

OUT request - идентификатор асинхронного приема

Формирование запроса на выполнение приема данных. Все параметры точно такие же, как и у подпрограммы MPI_Irecv, однако в отличие от нее реальный прием не начинается до вызова подпрограммы MPI_StartAll.

MPI_Start_All(int count, MPI_Request *requests)

count - число запросов на взаимодействие

OUT requests - массив идентификаторов приема/передачи

Запуск всех отложенных взаимодействий, ассоциированных вызовами подпрограмм MPI_Send_Init и MPI_Recv_Init с элементами массива запросов requests. Все взаимодействия запускаются в режиме без блокировки, а их завершение можно определить обычным образом с помощью процедур MPI_Wait и MPI_Test.

Совмещенные прием/передача сообщений

int MPI_Sendrecv(void *sbuf, int scount, MPI_Datatype stype, int dest, int stag, void *rbuf, int rcount, MPI_Datatype rtype, int source, MPI_Datatype rtag, MPI_Comm comm, MPI_Status *status)

sbuf - адрес начала буфера посылки сообщения

scount - число передаваемых элементов в сообщении

stype - тип передаваемых элементов

dest - номер процесса-получателя

stag - идентификатор посылаемого сообщения

OUT rbuf - адрес начала буфера приема сообщения

rcount - число принимаемых элементов сообщения

rtype - тип принимаемых элементов

source - номер процесса-отправителя

rtag - идентификатор принимаемого сообщения

comm - идентификатор группы

OUT status - параметры принятого сообщения

Данная операция объединяет в едином запросе посылку и прием сообщений. Принимающий и отправляющий процессы могут являться одним и тем же процессом. Сообщение, отправленное операцией MPI_Sendrecv, может быть принято обычным образом, и точно также операция MPI_Sendrecv может принять сообщение, отправленное обычной операцией MPI_Send. Буфера приема и посылки обязательно должны быть различными.

Коллективные взаимодействия процессов

В операциях коллективного взаимодействия процессов участвуют все процессы коммуникатора. Соответствующая процедура должна быть вызвана каждым процессом, быть может, со своим набором параметров. Возврат из процедуры коллективного взаимодействия может произойти в тот момент, когда участие процесса в данной операции уже закончено. Как и для блокирующих процедур, возврат означает то, что разрешен свободный доступ к буферу приема или посылки, но не означает ни того, что операция завершена другими процессами, ни даже того, что она ими начата (если это возможно по смыслу операции).

int MPI_Bcast(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, MPI_Comm comm)

OUT buf - адрес начала буфера посылки сообщения

count - число передаваемых элементов в сообщении

datatype - тип передаваемых элементов

source - номер рассылающего процесса

comm - идентификатор группы

Рассылка сообщения от процесса source всем процессам, включая рассылающий процесс. При возврате из процедуры содержимое буфера buf процесса source будет скопировано в локальный буфер процесса. Значения параметров count, datatype и source должны быть одинаковыми у всех процессов.

int MPI_Gather(void *sbuf, int scount, MPI_Datatype stype, void *rbuf, int rcount, MPI_Datatype rtype, int dest, MPI_Comm comm)

sbuf - адрес начала буфера посылки

scount - число элементов в посылаемом сообщении

stype - тип элементов отсылаемого сообщения

OUT rbuf - адрес начала буфера сборки данных

rcount - число элементов в принимаемом сообщении

rtype - тип элементов принимаемого сообщения

dest - номер процесса, на котором происходит сборка данных

comm - идентификатор группы

OUT ierror - код ошибки

Сборка данных со всех процессов в буфере rbuf процесса dest. Каждый процесс, включая dest, посылает содержимое своего буфера sbuf процессу dest. Собирающий процесс сохраняет данные в буфере rbuf, располагая их в порядке возрастания номеров процессов. Параметр rbuf имеет значение только на собирающем процессе и на остальных игнорируется, значения параметров count, datatype и dest должны быть одинаковыми у всех процессов.

int MPI_AllReduce(void *sbuf, void *rbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)

sbuf - адрес начала буфера для аргументов

OUT rbuf - адрес начала буфера для результата

count - число аргументов у каждого процесса

datatype - тип аргументов

op - идентификатор глобальной операции

comm - идентификатор группы

Выполнение count глобальных операций op с возвратом count результатов во всех процессах в буфере rbuf. Операция выполняется независимо над соответствующими аргументами всех процессов. Значения параметров count и datatype у всех процессов должны быть одинаковыми. Из соображений эффективности реализации предполагается, что операция op обладает свойствами ассоциативности и коммутативности.

int MPI_Reduce(void *sbuf, void *rbuf, int count, MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, int root, MPI_Comm comm)

sbuf - адрес начала буфера для аргументов

OUT rbuf - адрес начала буфера для результата

count - число аргументов у каждого процесса

datatype - тип аргументов

op - идентификатор глобальной операции

root - процесс-получатель результата

comm - идентификатор группы

Функция аналогична предыдущей, но результат будет записан в буфер rbuf только у процесса root.

Синхронизация процессов