用MPI_Send和MPI_Recv实现矩阵相乘,给出C语言的完整代码
时间: 2024-12-15 15:30:40 浏览: 12
标准阻塞型点对点通信函数-grid layout in css
在分布式内存环境中,如使用Message Passing Interface (MPI)进行并行计算,矩阵相乘可以采用分块发送和接收的方式。这里是一个简单的例子,展示了如何使用`MPI_Send`和`MPI_Recv`函数进行矩阵A和B的相乘,假设我们有三个进程,每个负责矩阵的一部分:
```c
#include <mpi.h>
#include <stdio.h>
// 矩阵数据类型
typedef struct {
int rows, cols;
float** data;
} Matrix;
void matrix_multiply_MPI(Matrix A, Matrix B, Matrix* result) {
int rank, size, row, col, i, j, k, block_size = 10; // 假设每块大小为10行
MPI_Status status;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
if (rank == 0) { // 主节点分配任务并发送数据
// 分配矩阵给各个进程
for (row = 0; row < A.rows; row += block_size) {
for (col = 0; col < B.cols; col++) {
MPI_Ssend(&A.data[row][col], block_size * sizeof(float), MPI_FLOAT, 1, col, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Ssend(&A.data[row][col], block_size * sizeof(float), MPI_FLOAT, 2, row, MPI_COMM_WORLD);
}
}
// 接收结果
result->rows = A.rows;
result->cols = B.cols;
result->data = malloc(result->rows * result->cols * sizeof(float));
for (i = 0; i < result->rows; i++) {
for (j = 0; j < result->cols; j++) {
float sum = 0;
MPI_Recv(&sum, 1, MPI_FLOAT, MPI_ROOT, i, MPI_COMM_WORLD, &status);
MPI_Recv(&result->data[i][j], 1, MPI_FLOAT, MPI_ROOT, j, MPI_COMM_WORLD, &status);
}
}
} else if (rank == 1 || rank == 2) { // 从属节点处理数据
while (true) {
float* data;
MPI_Request reqs[2]; // 请求数组
MPI_Irecv(&data, block_size * sizeof(float), MPI_FLOAT, 0, MPI_ANY_TAG, MPI_COMM_WORLD, &reqs[rank - 1]);
MPI_Waitany(2, reqs, &status); // 等待任一请求完成
switch (status.MPI_SOURCE) {
case 0: // 收到矩阵A的部分
// 处理接收到的数据...
break;
case 1: // 收到矩阵A的部分
// 处理接收到的数据...
break;
default:
printf("Invalid source %d\n", status.MPI_SOURCE);
MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, 1);
break;
}
// 发送结果到主节点
MPI_Send(&result->data[row][col], 1, MPI_FLOAT, MPI_ROOT, col, MPI_COMM_WORLD);
}
}
MPI_Finalize();
}
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