(12)MPI-IO: fileview read_all_begin/end write_all_begin/end

本文通过一个使用MPI库进行文件操作的例子,展示了如何为每个进程设置文件视图并进行非阻塞读写操作。该程序初始化MPI环境,打开一个文件,并为每个进程设置不同的偏移量来定义其文件视图。



#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include"mpi.h"
/**
 * non-blocking read/write in the context of fileview in two stage
 * because *_end equals to MPI_Wait(&request, &status), MPI_Wait is not necessary
 * 	is equals to iread/iwrite with MPI_Wait
 *
 * int MPI_File_read_all_begin(MPI_File fh, void * buf, int count,  MPI_Datatype datatype)
 * int MPI_File_read_all_end(MPI_File fh, void * buf, MPI_Status * status)
 *
 * int MPI_File_write_all_begin(MPI_File fh, void * buf, int count, MPI_Datatype datatype)
 * int MPI_File_write_all_end(MPI_File fh, void * buf, MPI_Status * status)
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	int totalTaskNum, rankID;

	MPI_Init(&argc, &argv);
	MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rankID);
	MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &totalTaskNum);

	char *filename = "file.txt";
	MPI_File fh;
	MPI_Status status;
	MPI_File_open(MPI_COMM_WORLD, filename, MPI_MODE_CREATE | MPI_MODE_RDWR, MPI_INFO_NULL, &fh);

	MPI_Offset offset = rankID * 128;
	//each process will has its file view which starts with offset
	MPI_File_set_view(fh, offset, MPI_CHAR, MPI_CHAR, "native", MPI_INFO_NULL);

	MPI_Offset seek_offset = 0;
	int whence = MPI_SEEK_SET;
	//after set fileview, the seek is the context of new fileview
	MPI_File_seek(fh, seek_offset, whence);

	//write start with seek's position
	char write_buf[128];
	sprintf(write_buf, "rankID = %d, totalTaskNum = %d\n", rankID, totalTaskNum);
	MPI_File_write_all_begin(fh, write_buf, strlen(write_buf), MPI_CHAR);
	MPI_File_write_all_end(fh, write_buf, &status);

	//after write, the position has been moved, so let's go back via seek
	MPI_Offset seek_offset2 = 0;
	int whence2 = MPI_SEEK_SET;
	//after set fileview, the seek is the context of new fileview
	MPI_File_seek(fh, seek_offset2, whence2);

	//read start with seek's position
	char read_buf[128];
	MPI_File_read_all_begin(fh, read_buf, sizeof(read_buf), MPI_CHAR);
	MPI_File_read_all_end(fh, read_buf, &status);
	printf("rankID = %d, content = \'%s\'\n", rankID, read_buf);

	MPI_File_close(&fh);//after open, fh has the communicator info

	MPI_Finalize();
	return 0;
}


在使用 CMake 构建项目时,出现 `Could NOT find MPI (missing: MPI_C_FOUND)` 错误,通常表示 CMake 无法找到系统中安装的 MPI(Message Passing Interface)库。要解决这个问题,需要确保 MPI 已正确安装,并且 CMake 能够找到其头文件和库路径。 ### 检查 MPI 安装状态 首先确认 MPI 是否已安装。常见的 MPI 实现包括 OpenMPIMPICH。在基于 Debian 的系统上,可以通过以下命令安装 OpenMPI: ```bash sudo apt-get update sudo apt-get install libopenmpi-dev openmpi-bin ``` 安装完成后,可以通过以下命令检查 MPI 的安装路径和版本: ```bash mpicc --showme:incdirs mpicc --showme:libdirs ``` 这些命令会输出 MPI 的头文件和库文件的路径,供后续配置 CMake 使用。 ### 设置 CMake 变量 如果 MPI 已经安装但 CMake 仍然无法找到,可以通过手动设置 CMake 变量来指定 MPI 的路径。例如,在调用 CMake 时,可以指定 `MPI_C_INCLUDE_PATH` 和 `MPI_C_LIBRARY`: ```bash cmake -DMPI_C_INCLUDE_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/openmpi/include \ -DMPI_C_LIBRARY=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/openmpi/lib/libmpi.so \ .. ``` 请根据实际安装路径调整上述命令中的路径。 ### 使用 `FindMPI` 模块 CMake 提供了一个内置模块 `FindMPI`,用于自动检测 MPI 的安装情况。确保在 `CMakeLists.txt` 文件中正确使用该模块: ```cmake find_package(MPI REQUIRED) include_directories(${MPI_INCLUDE_PATH}) add_executable(my_mpi_app main.cpp) target_link_libraries(my_mpi_app ${MPI_LIBRARIES}) ``` ### 验证 MPI 编译器 确保 MPI 编译器 `mpicc` 和 `mpicxx` 可用,并且可以在命令行中直接调用。可以通过以下命令验证: ```bash mpicc -v mpicxx -v ``` 如果这些命令能够成功输出编译器信息,则说明 MPI 编译器已经正确安装。 ### 设置环境变量 在某些情况下,可能需要设置环境变量来帮助 CMake 找到 MPI。例如,可以设置 `PKG_CONFIG_PATH` 来包含 MPI 的 `.pc` 文件路径: ```bash export PKG_CONFIG_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH ``` ### 使用 `pkg-config` 如果 MPI 提供了 `pkg-config` 支持,可以使用 `pkg-config` 来获取编译和链接标志: ```bash pkg-config --cflags mpi pkg-config --libs mpi ``` 这些命令会输出编译和链接 MPI 应用程序所需的标志,可以在 `CMakeLists.txt` 中使用: ```cmake execute_process(COMMAND pkg-config --cflags mpi OUTPUT_VARIABLE MPI_CFLAGS) execute_process(COMMAND pkg-config --libs mpi OUTPUT_VARIABLE MPI_LIBS) string(STRIP "${MPI_CFLAGS}" MPI_CFLAGS) string(STRIP "${MPI_LIBS}" MPI_LIBS) include_directories(${MPI_CFLAGS}) add_executable(my_mpi_app main.cpp) target_link_libraries(my_mpi_app ${MPI_LIBS}) ``` ### 验证 CMake 输出 在运行 CMake 时,确保启用详细输出以便更好地调试问题: ```bash cmake --debug-output .. ``` 这将显示 CMake 在查找 MPI 时的详细信息,有助于定位问题所在。 ###
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