使用MPI-IO的set_view与write_all的示例代码存在什么问题？

问题现象 #

构造23全1数组，6核运行MPI程序，预期每个进程写入1个元素，最终输出23全1的二进制文件，实际运行无报错，但输出文件全为0且体积远大于预期。

错误原因 #

• 坐标索引不匹配：MPI_Cart_coords返回的笛卡尔坐标为0起始，而MPI_TYPE_CREATE_SUBARRAY指定了MPI_ORDER_FORTRAN（Fortran数组1起始），直接传入0起始的coords作为start参数会导致子数组位置越界，写入位置错误
• 拓扑参数未初始化：periods数组未显式赋值，随机值可能导致笛卡尔拓扑创建异常
• 写入参数错误：MPI_FILE_WRITE_all传入计数为6、类型为自定义子数组filetype，等于每个进程尝试写入6个全局子数组块，不仅写入位置完全错位，还会产生大量文件空洞撑大文件体积

修复方案 #

针对上述问题修改代码：

1. 创建子数组时将start赋值为coords+1，匹配Fortran数组索引规则
2. 显式初始化periods数组为.FALSE.
3. 修改写入调用，每个进程仅写入1个int元素即可

修正后完整代码 #

program test
use mpi
implicit none
integer::rank,nproc,ierr,filetype,cart_comm
integer::fh
integer::buff(2,3)
integer::gsize(2)
integer::start(2)
integer::subsize(2)
integer::coords(2)
integer:: nprocs_cart(2)=(/2,3/)
logical::periods(2) = [.FALSE., .FALSE.] ! 显式初始化周期参数

call MPI_init(ierr)
call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, nproc, ierr)
call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
CALL MPI_Dims_create(nproc, 2, nprocs_cart, ierr)
CALL MPI_Cart_create(MPI_COMM_WORLD, 2, nprocs_cart, periods, .TRUE., &
cart_comm, ierr)
CALL MPI_Comm_rank(cart_comm, rank, ierr)
CALL MPI_Cart_coords(cart_comm, rank, 2, coords, ierr)

start = coords + 1 ! 适配Fortran数组1起始规则
gsize=(/2,3/)
subsize=(/1,1/)
buff=1

call MPI_TYPE_CREATE_SUBARRAY(2,gsize,subsize,start,MPI_ORDER_FORTRAN,&
MPI_int,filetype,ierr)
call MPI_TYPE_COMMIT(filetype,ierr)

call MPI_File_open(MPI_COMM_WORLD,'out.dat',&
        MPI_MODE_WRONLY + MPI_MODE_CREATE, MPI_INFO_NULL, fh,ierr)

call MPI_File_set_view(fh,0,MPI_int,filetype,&
        "native",MPI_INFO_NULL,ierr)
  
! 每个进程仅写入1个int元素即可
CALL MPI_FILE_WRITE_all(fh, buff(1,1), 1, MPI_INT, MPI_STATUS_ignore, ierr)

call MPI_File_close(fh,ierr)
call MPI_FINALIZE(ierr)
end program test

验证 #

修复后运行程序，输出的out.dat大小应为234=24字节（按int占4字节计算），读取后为全1的2*3数组，符合预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mac cchiatooo