7. MPI 프로그램 기본예제(Send, Receive)

1. node 1 -> node 0 로 값을 보내는 경우

#include <mpi.h>
#include <stdio.h>
int main(){

int my_rank,p;
int a,b;
MPI_Status status;
int source =1, dest=0,tag=5;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&p);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);

if(my_rank==1){ 
a=10;
MPI_Send(&a,1,MPI_INT,dest,tag,MPI_COMM_WORLD);
}
else if(my_rank==0){
MPI_Recv(&b,1,MPI_INT,source,tag,MPI_COMM_WORLD,&status);
printf("received date=%d",b);
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

출력 결과

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2. 메세지 받는 순서를 정하는 경우

#include<stdio.h>
#include<mpi.h>
int main(void){
int rank, n;
int a,i;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&n);

if(rank!=0){
a=rank*15;
MPI_Send(&a,1,MPI_INT,0,5,MPI_COMM_WORLD);
}
else{
for(i=1;i<n;i++)
{
MPI_Recv(&a,1,MPI_INT,i,5,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE);
printf("%d\n",a);
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

출력 결과

순서를 정해준 경우에는 process 1부터 순서대로 출력되는 것을 볼 수 있다. 

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3. 메세지 받는 순서를 정하지 않고 받는 경우

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

int main(void){
int a,b,i;
int my_rank,p;
MPI_Status status;
int dest=0, tag=5;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&p);

if(my_rank!=0){
a=10+my_rank;
MPI_Send(&a,1,MPI_INT,dest,tag,MPI_COMM_WORLD);
}
else if(my_rank==0){
for(i=1;i<p;i++){
MPI_Recv(&b,1,MPI_INT,MPI_ANY_SOURCE,tag,MPI_COMM_WORLD,&status);
printf("source=%d data=%d",status.MPI_SOURCE,b);
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

 

출력 결과

source부분에 MPI_ANY_SOURCE를 썼기 때문에 source의 순서에 상관없이 먼저온 순서대로 처리하는 것을 볼 수 있다. 또한 출력 부분에서 status.MPI_SOURCE를 이용하여 프로세스의 rank번호를 알아내었다. 

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4. 메세지를 모두 받은 후에 한꺼번에 출력하는 경우

#include<stdio.h>
#include<mpi.h>
int main(void){
int a, b[10],source[10],i;
int my_rank,p;
MPI_Status status;
int dest=0, tag=5;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&p);

if(my_rank!=0){
a=10+my_rank;
MPI_Send(&a,1,MPI_INT,dest,tag,MPI_COMM_WORLD);
}
else if(my_rank==0){
for(i=0;i<p-1;i++){
MPI_Recv(b+i,1,MPI_INT,MPI_ANY_SOURCE,tag,MPI_COMM_WORLD,&status);
source[i]=status.MPI_SOURCE;
}
for(i=0;i<p-1;i++){
printf("source=%d data=%d\n",source[i],b[i]);
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

출력 결과

메세지를 한번에 받아 배열에 저장한 후, 배열에 들어있는 결과값을 출력하는 형태의 프로그램이다. 이 프로그램에서는 순서를 지정하지 않고, 받을 때 status.MPI_SOURCE를 이용하여 프로세스의 번호를 같이 저장하였기 때문에 순서를 지정한 경우보다 더 빠르게 실행될 수 있다. 

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5. 도착메세지의 길이가 다른경우

#include <stdio.h>
#include<mpi.h>
int main(){
int a[10],b[10],i,j,count,my_rank,size;
MPI_Status status;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&my_rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);

if(my_rank!=0){
for(i=0;i<my_rank;i++){
a[i]=my_rank+i;
}
MPI_Send(a,my_rank,MPI_INT,0,5,MPI_COMM_WORLD);
}

else if(my_rank==0){
for(i=1;i<size;i++){
MPI_Recv(b,10,MPI_INT,MPI_ANY_SOURCE,MPI_ANY_TAG,MPI_COMM_WORLD,&status);
printf("source=%d tag=%d\n",status.MPI_SOURCE,status.MPI_TAG);
MPI_Get_count(&status,MPI_INT,&count);
for(j=0;j<count;j++)
printf("%d ",b[j]);
printf("\n");
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

출력 결과

도착메세지의 길이가 다른 경우에는 MPI_Get_count(상태변수,데이터타입,길이저장변수)를 사용하여 도착메세지의 길이를 저장한다음, for문을 이용하여 출력해주면된다. 이 경우에도 MPI_ANY_SOURCE를 이용하여 순서 상관없이 메세지를 전송받고있다. 

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6. 메세지가 모든 노드들을 돌아서 다시 노드0로 오는 경우

#include<stdio.h>
#include<mpi.h>
int main(void){
int rank,n,token,i,src,dest;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&n);

src=(rank+n-1)%n;
dest=(rank+1)%n;

if(rank==0) token=10;
if(rank==0){
MPI_Send(&token,1,MPI_INT,dest,5,MPI_COMM_WORLD);
MPI_Recv(&token,1,MPI_INT,src,5,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE);
printf("돌아온값=%d",token);
}
else{
MPI_Recv(&token,1,MPI_INT,src,5,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE);
token++;
MPI_Send(&token,1,MPI_INT,dest,5,MPI_COMM_WORLD);
}
MPI_Finalize();
}

출력 결과

process0에서는 data를 먼저 보내고, 마지막에 받아야하며 나머지 process들은 data를 먼저받고 마지막에 보내야하는 것을 유의해야한다. 모든 노드를 방문하고 마지막에 process0으로 왔을 때, 출력되는 프로그램이다. 

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7. 모든 노드가 send를 먼저하고 receive를 나중에 하는 경우 

#include<stdio.h>
#include<mpi.h>
int main(void){
int rank,n,a,b,i,src,dest;

MPI_Init(NULL,NULL);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&n);

a=rank*10;
src=(rank+n-1)%n;
dest=(rank+1)%n;
MPI_Send(&a,1,MPI_INT,dest,5,MPI_COMM_WORLD);
MPI_Recv(&b,1,MPI_INT,src,5,MPI_COMM_WORLD,MPI_STATUS_IGNORE);
printf("process=%d result=%d \n",rank,b);
MPI_Finalize();
return 0;
}

출력 결과

프로세스 기준에서 데이터 값을 보내고 데이터를 받기 때문에 정상적ㅇ로 동작한다. 이때 순서를 정해준 것은 아니기 때문에 먼저도착한 순서대로 출력된다.