C言語+MPIのtips（MPIでのファイル出力（愚直編）） #C

【目的】
並列計算で各プロセスでの計算結果を一つのファイル（data.datと名付ける）にまとめる。
MPI-IOは使用しない。

【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-darwin20.3.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

【方法】

Mpi_file.c

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

int main(int argc, char *argv[]){
  int i;
  int num;
  int nprocs,myrank;
  char filename[20];
  FILE *fp;

  MPI_Init(&argc,&argv);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myrank);

  num=nprocs*(myrank+1);
  sprintf(filename,"data_%02d.dat",myrank);
  fp=fopen(filename,"w");

     fprintf(fp,"data_0%d.dat is open",myrank);
     for(i=0;i<num;i++) fprintf(fp,"!");
     fprintf(fp,"\n");
     fprintf(fp,"ID: %d, num= %d\n",myrank,num);
     fprintf(fp,"data_0%d.dat is closed",myrank);
     for(i=0;i<num;i++) fprintf(fp,"!");
     fprintf(fp,"\n");

  fclose(fp);
  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 Mpi_file.c           
$ mpirun -np 2 ./a.out

ターミナルで ls コマンドを実行すると、data_00.dat、data_01.dat が作成されている。

$ ls
Mpi_file.c    a.out      data_00.dat      data_01.dat

さらにcatコマンドでファイルの中身を見てみる。

$ cat data_00.dat            
data_00.dat is open!!
ID: 0, num= 2
data_00.dat is closed!!

$ cat data_01.dat  
data_01.dat is open!!!!
ID: 1, num= 4
data_01.dat is closed!!!!

【考察（何が起きたのか）】
まずプロセス０と１でnumが計算される。
at プロセス０　num=2*(0+1)=2
at プロセス１　num=2*(1+1)=4
次にdata_00.dat と data_01.datが作成される。
data_00.datではプロセス０の計算結果が出力される。
data_00.dat is open!!
ID: 0, num= 2
data_00.dat is closed!!

data_01.datではプロセス１の計算結果が出力される。
data_01.dat is open!!!!
ID: 1, num= 4
data_01.dat is closed!!!!

それぞれのファイルが閉じて終了。
これらを一つにまとめるにはcat コマンドの出力結果をdata.datにリダイレクトすれば良い。

$ cat data_00.dat data_01.dat > data.dat

ワイルドカードを使うと楽できる。ここでは?でも*でも良い。

$ cat data_0?.dat > data.dat

$ cat data_0*.dat > data.dat

ls コマンドでdata.dat ができていることを確認。さらにcat コマンドで data_00.dat、data_01.dat の順番に結果がまとめられていることを確認。

$ ls
Mpi_file.c    a.out      data.dat     data_00.dat      data_01.dat

$ cat data.dat
data_00.dat is open!!
ID: 0, num= 2
data_00.dat is closed!!
data_01.dat is open!!!!
ID: 1, num= 4
data_01.dat is closed!!!!

　
【参考】
MPIのファイル出力については「mpi i/o」「mpi io」などと検索するとさらに情報が得られると思います。