Ubuntu 22.04中use mpi_f08语句导致Fortran MPI程序崩溃求助

OpenMPI 找不到 mpi_f08 头文件的解决方法 #

Ubuntu 22.04 默认软件源中，OpenMPI 的 Fortran 2008 支持需要完整安装对应开发包，执行以下命令补全依赖：

sudo apt install openmpi-bin libopenmpi-dev libopenmpi3

编译时必须使用 OpenMPI 提供的 mpifort 编译器 wrapper，它会自动配置正确的头文件路径和链接参数，不要直接调用 gfortran。

MPICH 运行 MPI_Allreduce 崩溃的原因与修复 #

问题根源 #

use mpi_f08 引入的是严格遵循 Fortran 2008 标准的 MPI 接口，其中 MPI_Allreduce 的缓冲区参数要求为数组类型（包括秩0数组，但 MPICH 4.0 对秩0数组的标量传递存在兼容性问题）。你的代码中直接传递标量变量，导致 MPI 库无法正确解析数据描述符，从而触发 "Internal Error: Invalid type in descriptor" 错误。

而旧的 use mpi 接口基于 Fortran 77/90 规范，对标量传递的处理更宽松，因此可以正常运行。

修复方案 #

有两种可靠的修复方式：

1. 用数组构造器包装标量传递
   修改 MPI_Allreduce 的调用参数，将标量包装为长度1的秩1数组：

   call mpi_allreduce([phi_old],         & ! send buffer
                      [phi_new],         & ! recv buffer
                      1,                 & ! length
                      mpi_real,          & ! datatype
                      mpi_sum,           & ! operation
                      mpi_comm_world,    & ! communicator
                      error)
   

   GCC 11.3.0 完全支持 Fortran 2008 的数组构造器特性，此方法无需修改变量声明。

2. 将变量声明为长度1的数组
   直接把标量变量改为秩1数组：

   real    :: phi_old(1)
   real    :: phi_new(1)
   

   调用时直接传递数组名即可，完全符合 mpi_f08 的接口规范，兼容性最好。

修复后代码可以正常使用 mpi_f08，同时兼容 PETSc 库的要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bojan Niceno