OpenMPI中MPI_Scatter在MPI_COMM_WORLD上报错及阻塞问题排查

初始MPI_Scatter报错原因 #

初始MPI_Scatter调用中sendcount参数配置错误：

• 按照MPI官方定义，sendcount是根进程向单个进程发送的元素个数，而非总发送元素数。需要分发的总元素数为total_process，对应每个进程接收1个元素，因此sendcount应填1。
• 错误填入total_process时，根进程会尝试向每个进程发送total_process个int元素，总发送量远超缓冲区大小，直接触发MPI_ERR_TRUNCATE消息截断错误。

sendcount修改后程序阻塞原因 #

MPI集合通信函数要求通信域内所有进程共同调用，仅部分进程调用会触发死锁：

• 原代码将MPI_Reduce放在if(process_id!=master)条件块内，只有非0进程会执行该调用，0号进程始终未参与集合通信，所有进程陷入互相等待的阻塞状态。
• 修复方式为将MPI_Reduce移出条件判断块，保证所有进程都执行该调用。

额外隐藏问题 #

1. 野指针访问：声明int *data后未分配内存就直接对data[i]赋值，属于未定义行为，需要在根进程中先为data分配对应大小的内存：

if (process_id == master) {
    data = (int*)malloc(sizeof(int) * total_process);
    for (i = 0; i < total_process; i++){
        data[i] = i;
    }
}

2. data数组无需所有进程初始化，仅根进程维护发送缓冲区即可。
3. 原MPI_Reduce的root参数设为1，若需要0号根进程获取最终归约结果，需将该参数改为0，否则0号进程后续的MPI_Recv会因为收不到消息继续阻塞。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lionel