c - 如何使用 iso_c_binding 将 MPI 通信器句柄从 Fortran 传递到 C

Question

我正在尝试将一个并行 MPI Fortran 程序链接到一个也使用 MPI 的并行 C 库。软件体系结构以 Fortran 为中心，因此我尽量保留 Fortran 方面的内容。

所以我需要将 C 例程传递给 MPI 通信器的句柄。它们的形式是

  int CFunction(int *something, MPI_Comm *Ccomm)

MPI 带有将 Fortran 翻译成 C 通信器句柄的接口(interface):

MPI_Comm MPI_Comm_f2c(MPI_Fint comm)

但是，这些例程应该从 C 调用，所以现在我必须添加 C 包装函数，我可以将 Fortran 通信器传递给:

int CFunction_FMPI(int *something, MPI_Fint *Fcomm)
{   MPI_Comm Ccomm; int status;
    Ccomm = MPI_Comm_f2c(*Fcomm); // Convert Fortran->C communicator
    status = CFunction(*something,*Ccomm); // Call original function
    return status;
}

然后我必须编写第二个接口(interface)——CFunction_FMPI——使用 Fortran 的 C 绑定(bind)以允许从 Fortran 调用它。

我的问题是:有没有更好的方法来做到这一点，即避免使用 Fortran->C 通信器转换的 C 包装器？我认为直接从 Fortran 调用 MPI_Comm_f2c 并将结果存储在 type(c_ptr) 或 integer(c_int) 变量中是最好的，但我一直无法做到这一点，因为 MPI_Comm 类型和 Fortran 之间没有直接/通用的绑定(bind)。

Answer 1

不，我不认为有更好的方法来做到这一点。我不会担心它并没有那么复杂。您可以查看我在

使用的类似功能

https://github.com/LadaF/PoisFFT/blob/master/src/f_mpi_comm_c2f.c

它与您的 CFunction_FMPI 方向相反，只是翻译通信器。从 C 到 Fortran。

// This function is callable from Fortran. MPI_Comm_c2f itself may be just a macro.

MPI_Fint f_MPI_Comm_c2f(MPI_Comm *comm) {
  return MPI_Comm_c2f(*comm);
}

它比从 Fortran 调用为

interface
    integer function MPI_Comm_c2f(c_handle) bind(C, name="f_MPI_Comm_c2f")
      use iso_c_binding
      type(c_ptr), value :: c_handle
    end function
end interface

重要的一点是 MPI_Comm_c2f 在某些 MPI 库中是 C 宏，而不是函数，因此您不能真正从 Fortran 中调用它。我很确定 MPI_Comm_f2c 也可以作为宏，因此您不能从 Fortran 中调用它。

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你可以做的是创建一个 Fortran 函数，它只调用 MPI_Comm_f2c 的 C 包装器，而不是使用 bind(C) 在 Fortran 中调用你的 C 函数界面为

status = CFunction(something, c_comm)

从而避免为每个 C 函数创建一个包装器。您只需要一个 Fortran 接口(interface) block 即可。

问题是您在 Fortran* 中没有 MPI_Comm(实际上它是一个指针或一个 int)所以您必须使用一个不透明的指针。

MPI_Comm* f_MPI_Comm_f2c(MPI_Fint Fcomm)
{   MPI_Comm* Ccomm;
    Ccomm = malloc(sizeof(MPI_Comm));
    *Ccomm = MPI_Comm_f2c(Fcomm);
    return Ccomm;
}

返回一个不透明的指针type(c_ptr)。 (检查潜在的 C 编码错误我什至忘记使用分号。)

您只需将 Fortran 通信器转换为指向 C 通信器的指针。

 type(c_ptr) :: c_comm
 c_comm = f_MPI_Comm_f2c(comm)

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* MPI-3 中有一个派生类型type(MPI_Comm)，但它包含一个必须由转换例程转换的整数部分。