Можно ли отправлять данные из программы Fortran на Python с помощью MPI?

вы, конечно, не можете иметь как источник, так и назначение 0, когда оба являются разными программами. Ты говоришь "от процесса 0 к процессу 0" но у вас явно есть два разных процесса! Один из них имеет другой номер ранга, но вы не показываете свой фактический mpirun команда, поэтому трудно сказать, какой из них какой.

чтобы уточнить: MPI_COM_WORLD является коммуникатором для всех процессов, выполняемых в вашем mpirun или эквиваленте. Ты должен оставить простую мысленную картину., что первый процесс Python имеет ранг 0, первый процесс Fortran-ранг 0, первый C++ - ранг 0...

Если у вас

mpirun -n 1 python main.py : -n 1 ./fortran_main : -n 1 ./c++_main

тогда в MPI_COMM_WORLD программа Python будет рангом 0, процесс Fortran будет рангом 1, А C++ будет рангом 2. Вы можете создать коммуникаторы, локальные только для подмножества Python или для подмножества Fortran или C++, и в каждом из них у вас будет ранг 0, но это будет нумерация в другом коммуникаторе, а не в MPI_COMM_WORLD.

процесс MPI может порождать процессы с помощью функции MPI_Comm_spawn(). в программе python эта функция является методом коммуникатора:comm.Spawn(). См.в mpi4py учебник для примера. порожденный процесс запускается в соответствии с исполняемым файлом, который может быть другой программой python, программой c/C++/fortran или чем угодно. затем intercommunicator может быть слил для определения intracommunicator между основным процессом и порожденными, как это выполняется в mpi4py: общение между порожденными процессами в результате главный процесс и породил процессы могут свободно общаться без каких-либо ограничений.

давайте представим пример Python / c. Код Python порождает процесс и получает символ:

from mpi4py import MPI
import sys
import numpy

'''
slavec is an executable built starting from slave.c
'''
# Spawing a process running an executable
# sub_comm is an MPI intercommunicator
sub_comm = MPI.COMM_SELF.Spawn('slavec', args=[], maxprocs=1)
# common_comm is an intracommunicator accross the python process and the spawned process. All kind sof collective communication (Bcast...) are now possible between the python process and the c process
common_comm=sub_comm.Merge(False)
#print 'parent in common_comm ', common_comm.Get_rank(), ' of  ',common_comm.Get_size()
data = numpy.arange(1, dtype='int8')
common_comm.Recv([data, MPI.CHAR], source=1, tag=0)
print "Python received message from C:",data
# disconnecting the shared communicators is required to finalize the spawned process.
common_comm.Disconnect()
sub_comm.Disconnect()

код C, скомпилированный mpicc slave.c -o slavec -Wall отправляет символ с помощью объединенного коммуникатор:

#include <mpi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    int rank,size;
    MPI_Comm parentcomm,intracomm;
    MPI_Init( &argc, &argv );

    //MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_get_parent( &parentcomm );
    if (parentcomm == MPI_COMM_NULL){fprintf(stderr,"module1 : i'm supposed to be the spawned process!");exit(1);}

    MPI_Intercomm_merge(parentcomm,1,&intracomm);

    MPI_Comm_size(intracomm, &size);
    MPI_Comm_rank(intracomm, &rank);
    //printf("child had rank %d in communicator of size %d\n",rank,size);

    char s= 42;
    printf("sending message %d from C\n",s);
    MPI_Send(&s,1,MPI_CHAR,0,0,intracomm);

    MPI_Comm_disconnect(&intracomm); //disconnect after all communications
    MPI_Comm_disconnect(&parentcomm);
    MPI_Finalize();  
    return 0;
}

давайте получим символ из кода C++ и отправим целое число в программу fortran:

'''
slavecpp is an executable built starting from slave.cpp
'''
# Spawing a process running an executable
# sub_comm is an MPI intercommunicator
sub_comm = MPI.COMM_SELF.Spawn('slavecpp', args=[], maxprocs=1)
# common_comm is an intracommunicator accross the python process and the spawned process. All kind sof collective communication (Bcast...) are now possible between the python process and the c process
common_comm=sub_comm.Merge(False)
#print 'parent in common_comm ', common_comm.Get_rank(), ' of  ',common_comm.Get_size()
data = numpy.arange(1, dtype='int8')
common_comm.Recv([data, MPI.CHAR], source=1, tag=0)
print "Python received message from C++:",data
# disconnecting the shared communicators is required to finalize the spawned process.
common_comm.Disconnect()
sub_comm.Disconnect()

'''
slavef90 is an executable built starting from slave.cpp
'''
# Spawing a process running an executable
# sub_comm is an MPI intercommunicator
sub_comm = MPI.COMM_SELF.Spawn('slavef90', args=[], maxprocs=1)
# common_comm is an intracommunicator accross the python process and the spawned process. All kind sof collective communication (Bcast...) are now possible between the python process and the c process
common_comm=sub_comm.Merge(False)
#print 'parent in common_comm ', common_comm.Get_rank(), ' of  ',common_comm.Get_size()
data = numpy.arange(1, dtype='int32')
data[0]=42
print "Python sending message to fortran:",data
common_comm.Send([data, MPI.INT], dest=1, tag=0)

print "Python over"
# disconnecting the shared communicators is required to finalize the spawned process.
common_comm.Disconnect()
sub_comm.Disconnect()

программа C++, скомпилированная mpiCC slave.cpp -o slavecpp -Wall очень близко к C one:

#include <iostream>
#include <mpi.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int main(int argc,char *argv[])
{
    int rank,size;
    MPI_Comm parentcomm,intracomm;
    MPI_Init( &argc, &argv );

    //MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_get_parent( &parentcomm );
    if (parentcomm == MPI_COMM_NULL){fprintf(stderr,"module1 : i'm supposed to be the spawned process!");exit(1);}

    MPI_Intercomm_merge(parentcomm,1,&intracomm);

    MPI_Comm_size(intracomm, &size);
    MPI_Comm_rank(intracomm, &rank);
    //cout<<"child had rank "<<rank<<" in communicator of size "<<size<<endl;

    char s= 42;
    cout<<"sending message "<<(int)s<<" from C++"<<endl;
    MPI_Send(&s,1,MPI_CHAR,0,0,intracomm);

    MPI_Comm_disconnect(&intracomm); //disconnect after all communications
    MPI_Comm_disconnect(&parentcomm);
    MPI_Finalize();  
    return 0;
}

наконец, программа Fortran, скомпилированная mpif90 slave.f90 -o slavef90 -Wall получает целое число:

  program test
  !
  implicit none
  !
  include 'mpif.h'
  !
  integer :: ierr,s(1),stat(MPI_STATUS_SIZE)
  integer :: parentcomm,intracomm
  !
  call MPI_INIT(ierr)

  call MPI_COMM_GET_PARENT(parentcomm, ierr)
  call MPI_INTERCOMM_MERGE(parentcomm, 1, intracomm, ierr)
  call MPI_RECV(s, 1, MPI_INTEGER, 0, 0, intracomm,stat, ierr)
  print*, 'fortran program received: ', s
  call MPI_COMM_DISCONNECT(intracomm, ierr)
  call MPI_COMM_DISCONNECT(parentcomm, ierr)
  call MPI_FINALIZE(ierr)
  endprogram test

С немного больше работы на коммуникаторах, "процесс C++" смог послать сообщение сразу к "процессу fortran" , без даже включать мастер-процесс в общении.

наконец, смешивание языков таким образом может показаться легким, но это может быть не хорошим решением в долгосрочной перспективе. Действительно, Вы можете столкнуться с проблемами, связанными с выступлениями или поддержанием системы, может стать сложным(три языка...). Для части C++на Cython и F2PY может быть ценной альтернативой. Ведь Python немного похож на клей...

Я бы не использовал MPI для этой цели (если только явно не требуется параллельное выполнение кода). Если ваша цель-подключить подпрограммы, написанные на Fortran, C++ и Python, я предлагаю написать (основную) соединительную часть в Python, создавая адаптеры для ваших подпрограмм Fortran и C++, чтобы импортировать их в Python. Затем вы можете управлять всеми вызовами функций в основной программе Python и отправлять данные по своему усмотрению.

проверьте следующие ссылки:

запуск кода Fortran в Python

• f2py @ numpy: f2py теперь корабли с numpy позволяет компилировать исходный код Fortran в байтовый код Python.

запуск кода C++ в Python

• расширение Python с помощью C или c++
• импульс.Питон