MSMPI 就地 MPI_Allreduce 不适用于 MinGW-w64 gfortran

我正在尝试使用就地MPI_Allreduce结合MinGW-w64 gfortran（MSYS64提供的版本9.2）和Microsoft MPI（版本10），

call MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, srcdst, n, MPI_REAL8, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD, ierr)

标准MPI_Allreduce（具有不同的源和目标）效果很好，当我使用 C 而不是 Fortran 时，就地变体也是如此。

完整的测试程序test_allreduce.f90 is

program test_allreduce

    use iso_fortran_env, only: real64
    use mpi

    implicit none

    integer, parameter :: mpiint = kind(MPI_COMM_WORLD)

    integer(mpiint) :: n = 10
    integer(mpiint) :: ierr1 = -1, ierr2 = -1, ierr3 = -1, ierr4 = -1

    real(real64) :: src(10) = (/ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 /)
    real(real64) :: dst(10) = 0

    call MPI_Init(ierr1)
    call MPI_Allreduce(src, dst, n, MPI_REAL8, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD, ierr2)
    call MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, src, n, MPI_REAL8, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD, ierr3)
    call MPI_Finalize(ierr4)

    write (*, '(I4)') MPI_IN_PLACE
    write (*, '(4I4)') ierr1, ierr2, ierr3, ierr4
    write (*, '(10F4.0)') src
    write (*, '(10F4.0)') dst

end program

这就是我编译它的方式：

set "PATH=C:\msys64\mingw64\bin;%PATH%"

x86_64-w64-mingw32-gfortran ^
    -fno-range-check ^
    "C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\MPI\Include\mpi.f90" ^
    test_allreduce.f90 ^
    -I . ^
    -I "C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\MPI\Include\x64" ^
    -o test_allreduce.exe ^
    C:\Windows\System32\msmpi.dll

这就是我执行它的方式（到目前为止仅在单个进程中）：

test_allreduce.exe

目前，它打印

   0
0   0   0   0
0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.
1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.  8.  9. 10.

显然，src缓冲区在第二次（就地）调用中被垃圾覆盖MPI_Allreduce.

我在代码中看到mpi.f90Intel 特定的 DLLIMPORT 指令，甚至尝试添加类比

!GCC$ ATTRIBUTES DLLIMPORT :: MPI_IN_PLACE

没有任何影响。

事实证明，问题在于 MSMPI 中的变量MPI_IN_PLACE包含在一个内部COMMON block /MPIPRIV1/这是一个在 gfortran 中，编译器无法正确导入COMMON来自 DLL 的块变量。

然而，坏了的东西是可以修复的，最后所需要的只是应用一个patch https://stackoverflow.com/a/58123046/2249356到 gfortran 代码并在 MSYS2 中从头开始编译它（phew...), and添加指令

!GCC$ ATTRIBUTES DLLIMPORT ::  MPI_BOTTOM, MPI_IN_PLACE

就在之后implicit none在上面提供的代码中。 （指令中似乎需要这两个变量，因为MPI_IN_PLACE内部排名第二COMMON紧接着阻塞MPI_BOTTOM.)然后就地MPI_Allreduce工作完美。