C言語+MPIのtips（MPI_Scatterv）

MPI_Scattervは「あるプロセスが持つデータを，任意に分割して，各々のプロセスに配分する関数」。
※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」であったことに注意。

【目的】
あるプロセスに存在する一次元配列 send から適当な数（eachsz）の要素だけ取り出して、各々のプロセスにある一次元配列 recv に代入することでMPI_Scatterv 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】

Scatterv.c

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

int main(int argc, char **argv){
  int i;
  int my_rank, num_proc;
  int send[20];
  int recv[10];
  int eachsz[2] = {3,8};
  int place[2];

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

  for(i=0;i<10;i++) recv[i] = -1;

  if(my_rank == 1){
        for(i=0;i<20;i++) send[i] = i;
        for(i=0;i<2;i++) place[i] = 10*i;
  }

  MPI_Scatterv(send, eachsz, place, MPI_INT, recv, eachsz[my_rank], MPI_INT, 1,MPI_COMM_WORLD);

  printf("myrank %d:", my_rank);
  for(i=0;i<10;i++) printf(" %2d",recv[i]);
  printf("\n");

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 Scatterv.c
$ mpirun -np 2 ./a.out
myrank 0:  0  1  2 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
myrank 1: 10 11 12 13 14 15 16 17 -1 -1

【考察（何が起きたのか）】
まずプロセス０と１でそれぞれ send[0]、send[1]、…、send[19] が生成される。
プロセス０と１でそれぞれ recv[0]、recv[1]、…、recv[9] が生成される。
プロセス０と１でそれぞれ eachsz[0]（=3）、eachsz[1]（=8） が生成される。
プロセス０と１でそれぞれ place[0]、place[1] が生成される。

それぞれのプロセスでのfor文で値が格納される。
at プロセス０ recv[0]=-1、 recv[1]=-1、…、recv[9]=-1
at プロセス１ recv[0]=-1、 recv[1]=-1、…、recv[9]=-1

at プロセス１　send[0]=0、send[1]=1、…、send[19] =19

at プロセス１　place[0]=0、place[1]=10

MPI_Scattervによって「send」から各プロセスに個数「eachsz」のデータが送られる。各プロセスに送られるデータの場所（配列のインデックス）は「place」。つまり、place[0]=0なのでsend[0]から数えてeachsz[0]個のデータ、place[1]=10なのでsend[10]から数えてeachsz[1]個のデータが送信される。
送るデータの型は整数（int）「MPI_INT」。各プロセスの「recv」は、それぞれ「eachsz[my_rank] 」個の要素を受け取る。つまり、プロセス０は３個（eachsz[0]=3）、プロセス１は８個（eachsz[1]=8）の要素を受け取る。受け取るデータの型は整数（int）「MPI_INT」。データはプロセス「１」から送信される。
よって
at プロセス０
recv[0]（= プロセス１の send[0]）=0、
recv[1]（= プロセス１の send[1]）=1、
recv[2]（= プロセス１の send[2]）=2
となる。さらに
at プロセス１
recv[0]（= プロセス１の send[10]）=10、
recv[1]（= プロセス１の send[11]）=11、
…、
recv[7]（= プロセス１の send[17]）=17
となる。

それぞれのプロセスで recv が表示されて終了。

【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。