mpi_mtrx_bi_v3.c

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

#define pos(i,j,N) ((i*N)+j)

/* Neste codigo foi utilizado uma matriz com alocação dinâmica, no qual I será o numero de linhas(entrado pelo usuário) e J o numero de colunas(entrado pelo usuario). 
Dependendo da escolha do numero de processos ele dividirá as linhas da matriz igualmente dentro desses processos. 
Sendo o numero de processos(size) um multiplo de I e J. */ 

int main (int argc, char **argv) {

   	int rank, size, i, j, I, J, P, N, M, t, T, cont=0;
	float **value, v_next, v_previous;
	
   	MPI_Status status;

   	MPI_Init(&argc, &argv);
   	MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
   	MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

	P=size;

	if(rank==0) {
		printf("Insira o tamanho desejado para as linhas da Matriz:\n");
		scanf("%d", &I);
		printf("Insira o tamanho desejado para as colunas da Matriz:\n");
		scanf("%d", &J);
		for(i=1;i<size;i++) {
			MPI_Send(&I, 1, MPI_INT, i, 1, MPI_COMM_WORLD);
			MPI_Send(&J, 1, MPI_INT, i, 1, MPI_COMM_WORLD);
		} 
	}

	else {
		MPI_Recv(&I, 1, MPI_INT, 0, 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
		MPI_Recv(&J, 1, MPI_INT, 0, 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
		
	}

	if(I%P==0) {

		M=I/P;
		N=(I*J)/P;

		value = (float**)malloc((M)*sizeof(float*));

		for(i=0;i<M;i++)
			value[i] = (float*)malloc((J)*sizeof(float));
		
		if(rank==0) {
			printf("Insira os passos de tempo:\n");
			scanf("%d", &T);
			for(i=1;i<size;i++)
				MPI_Send(&T, 1, MPI_INT, i, 1, MPI_COMM_WORLD); 
		}

		else
			MPI_Recv(&T, 1, MPI_INT, 0, 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
		
		for(i=0;i<M;i++) {
			for(j=0;j<J;j++) {
				value[i][j] = (N*rank + cont);
				cont++;
			}
		}
		
		
		for(t=1;t<=T;t++) {

			if(rank == 0) {

				MPI_Send(&value[M-1][J-1], 1, MPI_FLOAT, (rank+1), 1, MPI_COMM_WORLD);
        			MPI_Recv(&v_next, 1, MPI_FLOAT, (rank+1), 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
				
				if((M>1)&&(J>1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+value[1][0])/4);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1]+value[1][j])/5);
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1]+value[1][J-1])/4);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++){
						value[i][0]=((2*value[i][0]+value[i][1]+value[i+1][0]+value[i-1][0])/5);
						for(j=1;j<J-1;j++)
							value[i][j]=((value[i][j-1]+2*value[i][j]+value[i][j+1]+value[i+1][j]+value[i-1][j])/6);
						value[i][J-1]=((value[i][J-2]+2*value[i][J-1]+value[i+1][J-1]+value[i-1][J-1])/5);
					}
					// M-1
					value[M-1][0]=((2*value[M-1][0]+value[M-1][1]+value[M-2][0])/4);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[M-1][j]=((value[M-1][j-1]+2*value[M-1][j]+value[M-1][j+1]+value[M-2][j])/5);
					value[M-1][J-1]=((value[M-1][J-2]+2*value[M-1][J-1]+value[M-2][J-1]+v_next)/5);
				}

				if((M>1)&&(J<=1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[1][0])/3);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++)
						value[i][0]=((value[i-1][0]+2*value[i][0]+value[i+1][0])/4);
					// M-1
					value[M-1][0]=((value[M-2][0]+2*value[M-1][0]+v_next)/4);
				}
				
				if((M<=1)&&(J>1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1])/3);
					// entre 0 e J-1
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1])/4);
					// J-1
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1]+v_next)/4);
				}

				if((M<=1)&&(J<=1)){
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+v_next)/4);
				}
				

  			}

			if((rank>0)&&(rank<(size-1))) {
        			MPI_Send(&value[0][0], 1, MPI_FLOAT, (rank-1), 1, MPI_COMM_WORLD);
				MPI_Send(&value[M-1][J-1], 1, MPI_FLOAT, (rank+1), 1, MPI_COMM_WORLD);
        			MPI_Recv(&v_previous, 1, MPI_FLOAT, (rank-1), 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
				MPI_Recv(&v_next, 1, MPI_FLOAT, (rank+1), 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
				
				if(M>1){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+value[1][0]+v_previous)/5);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1]+value[1][j])/5);
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1]+value[1][J-1])/4);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++){
						value[i][0]=((2*value[i][0]+value[i][1]+value[i+1][0]+value[i-1][0])/5);
						for(j=1;j<J-1;j++)
							value[i][j]=((value[i][j-1]+2*value[i][j]+value[i][j+1]+value[i+1][j]+value[i-1][j])/6);
						value[i][J-1]=((value[i][J-2]+2*value[i][J-1]+value[i+1][J-1]+value[i-1][J-1])/5);
					}
					// M-1
					value[M-1][0]=((2*value[M-1][0]+value[M-1][1]+value[M-2][0])/4);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[M-1][j]=((value[M-1][j-1]+2*value[M-1][j]+value[M-1][j+1]+value[M-2][j])/5);
					value[M-1][J-1]=((value[M-1][J-2]+2*value[M-1][J-1]+value[M-2][J-1]+v_next)/5);
				}

				if((M>1)&&(J<=1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[1][0]+v_previous)/4);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++)
						value[i][0]=((value[i-1][0]+2*value[i][0]+value[i+1][0])/4);
					// M-1
					value[M-1][0]=((value[M-2][0]+2*value[M-1][0]+v_next)/4);
				}
				
				if((M<=1)&&(J>1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+v_previous)/4);
					// entre 0 e J-1
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1])/4);
					// J-1
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1]+v_next)/4);
				}

				if((M<=1)&&(J<=1)){
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+v_previous+v_next)/5);
				}
			}

			if(rank == (size-1)) {
        			MPI_Send(&value[0][0], 1, MPI_FLOAT, (rank-1), 1, MPI_COMM_WORLD);
        			MPI_Recv(&v_previous, 1, MPI_FLOAT, (rank-1), 1, MPI_COMM_WORLD, &status);
				
				if(M>1){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+value[1][0]+v_previous)/5);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1]+value[1][j])/5);
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1]+value[1][J-1])/4);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++){
						value[i][0]=((2*value[i][0]+value[i][1]+value[i+1][0]+value[i-1][0])/5);
						for(j=1;j<J-1;j++)
							value[i][j]=((value[i][j-1]+2*value[i][j]+value[i][j+1]+value[i+1][j]+value[i-1][j])/6);
						value[i][J-1]=((value[i][J-2]+2*value[i][J-1]+value[i+1][J-1]+value[i-1][J-1])/5);
					}
					// M-1
					value[M-1][0]=((2*value[M-1][0]+value[M-1][1]+value[M-2][0])/4);
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[M-1][j]=((value[M-1][j-1]+2*value[M-1][j]+value[M-1][j+1]+value[M-2][j])/5);
					value[M-1][J-1]=((value[M-1][J-2]+2*value[M-1][J-1]+value[M-2][J-1])/4);
				}

				if((M>1)&&(J<=1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[1][0]+v_previous)/4);
					// entre 0 e M-1
					for(i=1;i<M-1;i++)
						value[i][0]=((value[i-1][0]+2*value[i][0]+value[i+1][0])/4);
					// M-1
					value[M-1][0]=((value[M-2][0]+2*value[M-1][0])/3);
				}
				
				if((M<=1)&&(J>1)){
					// 0
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+v_previous)/4);
					// entre 0 e J-1
					for(j=1;j<J-1;j++)
						value[0][j]=((value[0][j-1]+2*value[0][j]+value[0][j+1])/4);
					// J-1
					value[0][J-1]=((value[0][J-2]+2*value[0][J-1])/3);
				}

				if((M<=1)&&(J<=1)){
					value[0][0]=((2*value[0][0]+value[0][1]+v_previous)/4);
				}
   			}
		}

   		for(i=0;i<M;i++) {
			for(j=0;j<J;j++)
				printf("O resultado para o rank %d e posicao i:%d j: %d foi %f\n", rank, i, j, value[i][j]);
		}
   		MPI_Finalize();
	}

	else {
		if(rank==0)
			printf("Os numero de processos nao sao multiplos do tamanho da Matriz\n");
		MPI_Finalize();
	}
   	return 0;

}