C言語+MPIのtips（MPI_Scatter）

MPI_Scatterは「あるプロセスが持つデータを，等分して，各々のプロセスに配分する関数」。

【目的】

あるプロセスに存在する要素数10の配列 arr を３つずつ各々のプロセスに配分することで MPI_Scatter の機能を知る。

【使用するもの】

open-mpi

【環境】

$ mpicc —version

Apple clang version 11.0.3 (clang-1103.0.32.29)

Target: x86_64-apple-darwin19.6.0 

Thread model: posix 

InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

【方法】

Scatter.c

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

#define N 3

int main(int argc, char **argv){
        int my_rank, num_proc;
        int i, div[N];
        int *arr;

        MPI_Init(&argc, &argv);
        MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &num_proc);
        MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);

        if(my_rank==0){
             arr=(int *)malloc(10*sizeof(int));
             if (arr==NULL){
                printf("arr\n");
                return 1;
             }

             for(i=0;i<10;i++)       arr[i] = i;
        }

        MPI_Scatter(arr, N, MPI_INT, div, N, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
        printf("my_rank = %d, div[0]= %d, div[1]= %d, div[2]= %d\n", my_rank, div[0],div[1],div[2]);
        if(my_rank==0)  free(arr);        

MPI_Finalize();
return 0;
}

【結果】
mpicc コマンドでコンパイル、mpirun コマンドでプロセス数を２にして実行。

$ mpicc Scatter.c
$ mpirun -np 2 ./a.out
my_rank = 0, div[0]= 0, div[1]= 1, div[2]= 2
my_rank = 1, div[0]= 3, div[1]= 4, div[2]= 5

【考察（何が起きたのか）】

まずプロセス０と１でそれぞれ div[0]、div[1]、div[2]が生成される。次にプロセス０でarr[0]からarr[9]までがメモリ割り当てされる。for文によって arr[0]=0、arr[1]=1、・・・、arr[9]=9 が格納される。

MPI_Scatterによって「arr」が送信される。「N」個ずつのデータに分割される。データの型は整数（int）「MPI_INT」である。各々のプロセスの「div」がその「N」個の整数型（int）「MPI_INT」のデータを受信する。送信元はプロセス「０」である。

つまり
arr[0]=0、arr[1]=1、・・・、arr[9]=9（at プロセス０）から
at プロセス０　div[0]=arr[0]=0、div[1]=arr[1]=1、div[2]=arr[2]=2

at プロセス１　div[0]=arr[3]=3、div[1]=arr[4]=4、div[2]=arr[5]=5
となる。

それぞれのプロセスでdivが表示されて終了。free(arr)でプロセス０のメモリを解放。

【参考】
「mpi 並列プログラミング」と検索すると、より正確でより情報量の多い資料が見つかります。