r - 从 R 调用并行 fortran MPI 子例程

Question

我想在 R 可以调用的子例程中编写一些并行 Fortran 代码(我想从 R 读取数据并将其发送到并行 Fortran MPI)。然而，我注意到，当我将以下程序作为子例程运行时(即将“子例程”替换为“程序”)，代码不再编译(当它是程序时，它会编译)。我正在使用 MPICH 中的 mpif90 编译代码。在 Linux 中。

是否可以在 Fortran 子程序中初始化和完成 MPI？如果没有，是否仍然可以以某种方式从 R 调用并行 Fortran MPI？如果不是用 Fortran，可以用 C 完成吗？

代码如下:

module global
  integer numnodes,myid,mpi_err
  integer, parameter :: my_root=0
end module global

module fmpi
  include 'mpif.h'
end module fmpi

subroutine init
  use fmpi
  use global
  implicit none
  call MPI_INIT( mpi_err )
  call MPI_COMM_SIZE( MPI_COMM_WORLD, numnodes, mpi_err )
  call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, myid, mpi_err)
end subroutine init

program test
  use global
  use fmpi
  implicit none
  real*8:: dat(10)
  integer*4:: i
  call init
  if(myid == my_root) then
    do i=1,10
      dat(i) = i
    enddo
    print *,dat(1)
  endif
  call mpi_finalize(mpi_err)
end program test

Answer 1

这是一个我想从 R 调用的简单 Fortran/MPI 子例程:

subroutine test(id, ierr)
  use mpi
  implicit none
  integer*4 id, ierr
  call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, id, ierr)
end subroutine test

为了在 Linux 计算机上从 R 调用此函数，我使用 Open MPI 包装器命令“mpif90”构建了一个共享对象文件:

$ mpif90 -fpic -shared -o test.so test.f90

我尝试使用“R CMD SHLIB”，但最终决定让“mpif90”创建共享对象比让“R CMD SHLIB”处理MPI更容易。缺点是该命令是 gfortran 特定的。对于不同的编译器，您可能会通过使用“SHLIB”--dry-run 选项获得一些帮助:

$ R CMD SHLIB --dry-run test.f90

这将显示使用编译器创建共享对象所使用的命令。然后，您可以修改命令以使用“mpif90”来处理 MPI header 和库。

这是一个调用 Fortran test 子例程的 R 脚本。它加载 Rmpi (自动调用 MPI_Init)，加载包含我的 Fortran 子例程的共享对象，然后调用它:

# SPMD-style program: start all workers via mpirun
library(Rmpi)
dyn.load("test.so")

# This Fortran subroutine will use MPI functions
r <- .Fortran("test", as.integer(0), as.integer(0))

# Each worker displays the results
id <- r[[1]]
ierr <- r[[2]]
if (ierr == 0) {
  cat(sprintf("worker %d: hello\n", id))
} else {
  cat(sprintf("ierr = %d\n", ierr))
}

# Finalize MPI and quit
mpi.quit()

由于它是 SPMD 风格的程序，因此它不会像许多 Rmpi 示例那样生成工作线程。相反，所有工作程序都是通过 mpirun 启动，这是执行 C 和 Fortran MPI 程序的典型方式:

$ mpirun -n 3 R --slave -f test.R

这会运行我的 R 脚本的三个实例，因此输出为:

worker 0: hello
worker 1: hello
worker 2: hello

我认为以这种方式构建代码可以轻松地从 R 和任意数量的 Fortran 子例程中使用 MPI。