17.2.96. MPI_Exscan_init

MPI_Exscan, MPI_Iexscan - 计算独占扫描（部分归约）

17.2.96.1. 语法

17.2.96.1.1. C语法

#include <mpi.h>

int MPI_Exscan(const void *sendbuf, void *recvbuf, int count,
     MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm)

int MPI_Iexscan(const void *sendbuf, void *recvbuf, int count,
     MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm,
     MPI_Request *request)

int MPI_Exscan_init(const void *sendbuf, void *recvbuf, int count,
     MPI_Datatype datatype, MPI_Op op, MPI_Comm comm,
     MPI_Info info, MPI_Request *request)

17.2.96.1.2. Fortran语法

USE MPI
! or the older form: INCLUDE 'mpif.h'
MPI_EXSCAN(SENDBUF, RECVBUF, COUNT, DATATYPE, OP, COMM, IERROR)
     <type>  SENDBUF(*), RECVBUF(*)
     INTEGER COUNT, DATATYPE, OP, COMM, IERROR

MPI_IEXSCAN(SENDBUF, RECVBUF, COUNT, DATATYPE, OP, COMM, REQUEST, IERROR)
     <type>  SENDBUF(*), RECVBUF(*)
     INTEGER COUNT, DATATYPE, OP, COMM, REQUEST, IERROR

MPI_EXSCAN_INIT(SENDBUF, RECVBUF, COUNT, DATATYPE, OP, COMM, INFO, REQUEST, IERROR)
     <type>  SENDBUF(*), RECVBUF(*)
     INTEGER COUNT, DATATYPE, OP, COMM, INFO, REQUEST, IERROR

17.2.96.1.3. Fortran 2008 语法

USE mpi_f08
MPI_Exscan(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, comm, ierror)
     TYPE(*), DIMENSION(..), INTENT(IN) :: sendbuf
     TYPE(*), DIMENSION(..) :: recvbuf
     INTEGER, INTENT(IN) :: count
     TYPE(MPI_Datatype), INTENT(IN) :: datatype
     TYPE(MPI_Op), INTENT(IN) :: op
     TYPE(MPI_Comm), INTENT(IN) :: comm
     INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: ierror

MPI_Iexscan(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, comm, request, ierror)
     TYPE(*), DIMENSION(..), INTENT(IN), ASYNCHRONOUS :: sendbuf
     TYPE(*), DIMENSION(..), ASYNCHRONOUS :: recvbuf
     INTEGER, INTENT(IN) :: count
     TYPE(MPI_Datatype), INTENT(IN) :: datatype
     TYPE(MPI_Op), INTENT(IN) :: op
     TYPE(MPI_Comm), INTENT(IN) :: comm
     TYPE(MPI_Request), INTENT(OUT) :: request
     INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: ierror

MPI_Exscan_init(sendbuf, recvbuf, count, datatype, op, comm, info, request, ierror)
     TYPE(*), DIMENSION(..), INTENT(IN), ASYNCHRONOUS :: sendbuf
     TYPE(*), DIMENSION(..), ASYNCHRONOUS :: recvbuf
     INTEGER, INTENT(IN) :: count
     TYPE(MPI_Datatype), INTENT(IN) :: datatype
     TYPE(MPI_Op), INTENT(IN) :: op
     TYPE(MPI_Comm), INTENT(IN) :: comm
     TYPE(MPI_Info), INTENT(IN) :: info
     TYPE(MPI_Request), INTENT(OUT) :: request
     INTEGER, OPTIONAL, INTENT(OUT) :: ierror

17.2.96.2. 输入参数

• sendbuf: 发送缓冲区（可选）。

• count: 输入缓冲区中的元素数量（整数）。

• datatype: 输入缓冲区元素的数据类型（句柄）。

• op: 操作（句柄）。

• comm: 通信器（句柄）。

17.2.96.3. 输出参数

• recvbuf: 接收缓冲区(选项)。

• request: 请求（句柄，仅限非阻塞模式）。

• ierror: 仅限Fortran：错误状态（整数）。

17.2.96.4. 描述

MPI_Exscan 用于在调用进程间执行排他性前缀归约操作。该操作会在秩为i的进程的recvbuf中返回秩为0到i-1的进程sendbuf中的值（根据op函数计算得出的归约结果）。请将此功能与MPI_Scan进行对比，后者计算的范围包含0到i（闭区间）。所支持的操作类型、语义以及发送接收缓冲区的约束条件与MPI_Reduce相同。

进程0中recvbuf的值是未定义且不可靠的，因为recvbuf对进程0没有意义。进程1中recvbuf的值始终等于进程0中sendbuf的值。

17.2.96.5. 原地选项的使用

对于内部通信器，`in place`选项通过在sendbuf参数中传递MPI_IN_PLACE来指定。在这种情况下，输入数据取自接收缓冲区，并被输出数据替换。

请注意，MPI_IN_PLACE是一种特殊类型的值；其使用限制与MPI_BOTTOM相同。

由于原地(in-place)选项将接收缓冲区转换为发送-接收缓冲区，包含INTENT的Fortran绑定必须将其标记为INOUT，而非OUT。

17.2.96.6. 注意事项

MPI并未规定由哪个进程执行何种操作。具体而言，即使两个进程的recvbuf结果都是退化的，进程0和1仍可能共同参与计算。因此，包括0和1在内的所有进程都必须提供相同的op操作。

从数学角度来看，可以认为MPI_Exscan的定义并不令人满意，因为进程0的输出是未定义的。对于进程0而言，"数学上正确"的输出应该是归约操作的单位元素。然而，这种排他性扫描的定义无法与用户自定义的op函数配合使用，因为MPI无法"获知"这些自定义操作的单位值。

17.2.96.7. 关于集合操作的注意事项

MPI_Op类型的归约函数不会返回错误值。因此，如果这些函数检测到错误，它们只能选择调用MPI_Abort或静默跳过问题。因此，如果将错误处理程序从MPI_ERRORS_ARE_FATAL更改为其他设置（例如MPI_ERRORS_RETURN），则可能不会显示任何错误。

原因在于确保所有集合例程返回相同错误值时存在的性能问题。

17.2.96.8. 错误

几乎所有MPI例程都会返回一个错误值；C语言例程通过函数返回值返回，Fortran例程则通过最后一个参数返回。

在返回错误值之前，会调用与通信对象（如通信器、窗口、文件）关联的当前MPI错误处理程序。如果MPI调用未关联任何通信对象，则该调用被视为附加到MPI_COMM_SELF，并将调用关联的MPI错误处理程序。当MPI_COMM_SELF未初始化时（即在MPI_Init/MPI_Init_thread之前、MPI_Finalize之后，或仅使用会话模型时），错误会触发初始错误处理程序。初始错误处理程序可通过在使用世界模型时调用MPI_Comm_set_errhandler来修改MPI_COMM_SELF，或通过mpiexec的mpi_initial_errhandler命令行参数，或MPI_Comm_spawn/MPI_Comm_spawn_multiple的info键来设置。如果未设置其他适当的错误处理程序，则MPI I/O函数将调用MPI_ERRORS_RETURN错误处理程序，而其他所有MPI函数将调用MPI_ERRORS_ABORT错误处理程序。

Open MPI 包含三个可使用的预定义错误处理器：

• MPI_ERRORS_ARE_FATAL 导致程序中止所有连接的MPI进程。

• MPI_ERRORS_ABORT 一个可在通信器、窗口、文件或会话上调用的错误处理程序。当在通信器上调用时，其行为类似于在该通信器上调用MPI_Abort。如果在窗口或文件上调用，则行为类似于在包含对应窗口或文件中进程组的通信器上调用MPI_Abort。如果在会话上调用，则仅中止本地进程。

• MPI_ERRORS_RETURN 向应用程序返回一个错误代码。

MPI应用程序也可以通过调用以下方式实现自己的错误处理程序：

• MPI_Comm_create_errhandler 然后 MPI_Comm_set_errhandler

• MPI_File_create_errhandler 然后 MPI_File_set_errhandler

• MPI_Session_create_errhandler 然后 MPI_Session_set_errhandler 或在 MPI_Session_init

• MPI_Win_create_errhandler 然后 MPI_Win_set_errhandler

请注意，MPI不保证MPI程序在出现错误后能够继续运行。

查看MPI手册页获取完整的MPI错误代码列表。

有关更多信息，请参阅MPI-3.1标准中的错误处理部分。

另请参阅

• MPI_Op_create

• MPI_Reduce

• MPI_Scan