写入 /dev/null 时记录结束

问题描述

在我们的数值软件中，我在升级集群后遇到了一个奇怪的错误。即：

At line 501 of file /home/weser/code/neci/src/fcimc_helper.F90 (unit = 6,file = '/dev/null')
Fortran runtime error: End of record

在这一行中有一个打印到标准输出的 print *, 语句。

在我们的程序中，所有非根 MPI 进程的 STDOUT 关闭并重新打开以写入 /dev/null。（除了在调试模式下，每个非根 MPI 进程的 STDOUT 都被重定向到一个单独的文件。）

我试图为这个问题创建一个最小的例子，看起来像这样：

  program stdout_to_dev_null
      use iso_fortran_env,only: stdout => output_unit
      use mpi_f08  ! also works with plain mpi
      implicit none(type,external)
  
      integer :: rank,n_procs,ierror
      integer,parameter :: root = 0 
  
      call MPI_INIT(ierror)
      call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD,ierror)
      call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD,rank,ierror)
  
      if (rank /= root) then
          close(stdout,status="keep")
          open(stdout,file="/dev/null",recl=8192)
      end if
  
      write(stdout,*) 'Size is ',n_procs
      write(stdout,*) 'node',': Hello world'
  
      block
          integer :: i
          character(:),allocatable :: large_string
          allocate(character(len=5000) :: large_string)
  
          do i = 1,len(large_string)
              large_string(i : i) = 'A' 
          end do
  
          write(stdout,*) large_string
      end block
  
  
      call MPI_FINALIZE(ierror)
  
  end program

问题在于，这个最小的示例完全按预期运行，使用 mpirun 手动运行时，以及像其他繁重计算一样实际发送到集群时。

现在我有三个问题：在关闭和重新打开 STDOUT 时，我在这样的代码中是否有未定义的行为，并且在最小的示例中我很幸运？ /dev/null 中怎么会有记录结束？我该如何正确解决这个问题？

解决方法

这个问题与 MPI 无关，也与集群的差异无关。¹ 这是有问题的代码，在 gfortran 下失败，但在 ifort 下工作完全靠运气。

如果文件以固定记录长度 (recl=...) 打开，则写入语句不得超过此长度，即使输出转到 /dev/null。解决方法只是不以固定的记录长度打开并省略 recl=... 参数。

显然，ifort 的运行时库更加宽松，甚至在写入对象的字节长度大于 open 语句中指定的记录长度时也能工作。

在以下示例中，最后一个 write 语句在 gfortran 下失败。

program stdout_to_dev_null
    use iso_fortran_env,only: stdout => output_unit
    implicit none(type,external)

    integer,parameter :: rec_length = 10

    write(stdout,*) 'asdf'

    close(stdout,status="keep")

    open(stdout,file="/dev/null")
    block
        integer :: i
        character(:),allocatable :: large_string

        allocate(character(len=rec_length - 1) :: large_string)

        do i = 1,len(large_string)
            large_string(i : i) = 'A'
        end do

        write(stdout,*) large_string

        deallocate(large_string)
        allocate(character(len=rec_length + 1) :: large_string)

        do i = 1,*) large_string
    end block
    close(stdout,file="/dev/null",recl=rec_length)
    block
        integer :: i
        character(:),len(large_string)
            large_string(i : i) = 'A'
        end do

        ! The following statement fails
        write(stdout,status="keep")

end program

¹ 对于这个问题，新旧集群之间的相关区别在于，我们在新集群上使用 gfortran + OpenMPI，在旧集群上使用 ifort + IntelMPI。

dev-null fortran gfortran openmpi