source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/data_unstructured.F90 @ 686

Last change on this file since 686 was 683, checked in by dubos, 6 years ago

devel/unstructured : cleanup

File size: 9.2 KB
Line 
1MODULE data_unstructured_mod
2  USE ISO_C_BINDING
3  USE OMP_LIB
4  IMPLICIT NONE
5  SAVE
6
7#define BINDC_(thename) BIND(C, name=#thename)
8#define BINDC(thename) BINDC_(dynamico_ ## thename)
9
10#define DBL REAL(C_DOUBLE)
11#define DOUBLE1(m) DBL, DIMENSION(m)
12#define DOUBLE2(m,n) DBL, DIMENSION(m,n)
13#define DOUBLE3(m,n,p) DBL, DIMENSION(m,n,p)
14#define DOUBLE4(m,n,p,q) DBL, DIMENSION(m,n,p,q)
15#define INDEX INTEGER(C_INT)
16
17  INTEGER, PARAMETER :: eta_mass=1, eta_lag=2, &
18       thermo_theta=1, thermo_entropy=2, thermo_moist=3, thermo_boussinesq=4, &
19       caldyn_vert_cons=1, max_nb_stage=5
20  INDEX,  BIND(C) :: caldyn_thermo=thermo_theta, caldyn_eta=eta_lag, &
21       caldyn_vert_variant=caldyn_vert_cons, nb_threads=0, nb_stage=0
22  LOGICAL(C_BOOL), BIND(C) :: hydrostatic=.TRUE., debug_hevi_solver=.TRUE.
23
24  INDEX, BIND(C) :: llm, nqdyn, edge_num, primal_num, dual_num, &
25       max_primal_deg, max_dual_deg, max_trisk_deg
26  INDEX, ALLOCATABLE :: & ! deg(ij) = nb of vertices = nb of edges of primal/dual cell ij
27       primal_deg(:), primal_edge(:,:), primal_vertex(:,:), primal_ne(:,:), & 
28       dual_deg(:), dual_edge(:,:), dual_vertex(:,:), dual_ne(:,:), &
29       trisk_deg(:), trisk(:,:), &
30       left(:), right(:), up(:), down(:)
31  ! left and right are adjacent primal cells
32  ! flux is positive when going from left to right
33  ! up and down are adjacent dual cells
34  ! circulation is positive when going from down to up
35
36  DBL, BIND(C) :: elapsed, g, ptop, cpp, cppv, Rd, Rv, preff, Treff, &
37       pbot, Phi_bot, rho_bot
38  DBL :: kappa
39  DOUBLE1(max_nb_stage), BIND(C)              :: tauj       ! diagonal of fast Butcher tableau
40  DOUBLE2(max_nb_stage,max_nb_stage), BIND(C) :: cslj, cflj ! slow and fast modified Butcher tableaus
41  DOUBLE1(:), ALLOCATABLE            :: le_de, fv, Av, Ai
42  DOUBLE2(:,:), ALLOCATABLE          :: Riv2, wee, ap,bp, mass_bl, mass_dak, mass_dbk
43
44  INTEGER(C_INT), BIND(C) :: comm_icosa
45
46  INTEGER, PARAMETER :: id_dev1=1, id_dev2=2, &
47       id_pvort_only=3, id_slow_hydro=4, id_fast=5, id_coriolis=6, id_theta=7, id_geopot=8, id_vert=9, &
48       id_solver=10, id_slow_NH=11, id_NH_geopot=12, id_vert_NH=13, id_update=14, nb_routines=14 
49  DBL, PRIVATE :: start_time, time_spent(nb_routines) ! time spent in each kernel
50  INTEGER, PRIVATE :: current_id, nb_calls(nb_routines)
51  INTEGER(KIND=8), PRIVATE :: bytes(nb_routines) ! bytes read or written by each kernel
52  CHARACTER(len = 10) :: id_name(nb_routines) = &
53       (/'dev1      ', 'dev2      ', &
54       'pvort_only', 'slow_hydro', 'fast      ', 'coriolis  ', 'theta     ', 'geopot    ', 'vert      ', &
55       'solver    ', 'slow_NH   ', 'NH_geopot ', 'vert_NH   ',  'update    ' /)
56
57  INTEGER, PARAMETER ::transfer_primal=1, transfer_edge=2, transfer_dual=3, transfer_max=3
58  TYPE Halo_transfer
59     INTEGER :: ranks ! size of arrays rank, len
60     INTEGER, ALLOCATABLE :: rank(:), & ! MPI ranks to communicate with
61          num(:), & ! number of cells to send to / receive from other MPI ranks
62          cells(:) ! local indices of cells to send/receive
63     DBL, ALLOCATABLE :: buf2(:,:)
64  END TYPE Halo_transfer
65  TYPE(Halo_transfer), TARGET :: send_info(transfer_max), recv_info(transfer_max)
66
67CONTAINS
68
69  !----------------------------      PROFILING      --------------------------
70 
71  SUBROUTINE init_trace()
72    !$OMP MASTER
73    time_spent(:)=0.
74    bytes(:)=0
75    nb_calls(:)=0
76    !$OMP END MASTER
77  END SUBROUTINE init_trace
78
79  SUBROUTINE print_trace()
80    INTEGER :: id
81    DBL :: total_spent
82    !$OMP MASTER
83    total_spent=SUM(time_spent)
84    IF(total_spent>1.) THEN
85       PRINT *, '========================= Performance metrics ========================='
86       PRINT *, 'Total time spent in instrumented code (seconds) :', total_spent
87       PRINT *, 'Name, #calls, %time, microsec/call, MB/sec'   
88       DO id=1,nb_routines
89          IF(nb_calls(id)>0) PRINT *, id_name(id), nb_calls(id), INT(100.*time_spent(id)/total_spent), &
90               INT(1e6*time_spent(id)/nb_calls(id)), INT(1e-6*bytes(id)/time_spent(id))
91       END DO
92       CALL init_trace()
93    END IF
94    !$OMP END MASTER
95  END SUBROUTINE print_trace
96
97  SUBROUTINE enter_trace(id, nbytes)
98    INTEGER :: id, nbytes
99    !$OMP MASTER
100    current_id = id
101    bytes(id) = bytes(id) + nbytes
102    nb_calls(id)=nb_calls(id)+1
103    start_time = OMP_GET_WTIME()
104    !$OMP END MASTER
105  END SUBROUTINE enter_trace
106
107  SUBROUTINE exit_trace()
108    DBL :: elapsed
109    !$OMP MASTER
110    elapsed = OMP_GET_WTIME()-start_time
111    IF(elapsed<0.) elapsed=0.
112    time_spent(current_id) = time_spent(current_id) + elapsed
113    !$OMP END MASTER
114  END SUBROUTINE exit_trace
115
116  !---------------------------- CONTEXT INITIALIZATION --------------------------
117
118#define ALLOC1(v,n1) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1))
119#define ALLOC2(v,n1,n2) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1,n2))
120
121  SUBROUTINE init_mesh( & 
122       primal_deg_, primal_edge_, primal_ne_, &
123       dual_deg_, dual_edge_, dual_ne_, dual_vertex_, &
124       left_, right_, up_, down_ ,&
125       trisk_deg_, trisk_) BINDC(init_mesh)
126    INDEX :: primal_deg_(primal_num), primal_edge_(max_primal_deg,primal_num), &
127         primal_ne_(max_primal_deg,primal_num), &
128         dual_deg_(dual_num), dual_edge_(max_dual_deg,dual_num), &
129         dual_ne_(max_dual_deg,dual_num), &
130         dual_vertex_(max_dual_deg,dual_num), &
131         trisk_deg_(edge_num), trisk_(max_trisk_deg, edge_num)
132    INDEX, DIMENSION(edge_num) :: left_, right_, down_, up_
133
134    PRINT *, 'init_mesh ...'
135    PRINT *, 'Primal mesh : ', primal_num, max_primal_deg
136    PRINT *, 'Dual mesh   : ', dual_num, max_dual_deg
137    PRINT *, 'Edge mesh   : ', edge_num, max_trisk_deg
138    PRINT *, 'Vertical levels :', llm
139    ALLOC1(primal_deg, primal_num)
140    ALLOC2(primal_edge, max_primal_deg,primal_num)
141    ALLOC2(primal_ne, max_primal_deg,primal_num)
142    ALLOC1(dual_deg,dual_num)
143    ALLOC2(dual_edge, max_dual_deg,dual_num)
144    ALLOC2(dual_ne, max_dual_deg,dual_num)
145    ALLOC2(dual_vertex, max_dual_deg,dual_num)
146    ALLOC1(trisk_deg, edge_num)
147    ALLOC2(trisk, max_trisk_deg, edge_num)
148    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
149    ALLOC1(left, edge_num)
150    ALLOC1(right, edge_num)
151    ALLOC1(up, edge_num)
152    ALLOC1(down, edge_num)
153    primal_deg(:) = primal_deg_(:)
154    primal_edge(:,:) = primal_edge_(:,:)
155    primal_ne(:,:) = primal_ne_(:,:)
156    dual_deg(:) = dual_deg_(:)
157    dual_edge(:,:) = dual_edge_(:,:)
158    dual_ne(:,:) = dual_ne_(:,:)
159    dual_vertex(:,:) = dual_vertex_(:,:)
160    IF(MINVAL(dual_deg)<3) THEN
161       STOP 'At least one dual cell has less than 3 vertices'
162    END IF
163    IF(MINVAL(primal_deg)<3) THEN
164       STOP 'At least one primal cell has less than 3 vertices'
165    END IF
166    left(:)=left_(:)
167    right(:)=right_(:)
168    down(:)=down_(:)
169    up=up_(:)
170    trisk_deg(:)=trisk_deg_(:)
171    trisk(:,:)=trisk_(:,:)
172    PRINT *, MAXVAL(primal_edge), edge_num
173    PRINT *, MAXVAL(dual_edge), edge_num
174    PRINT *, MAXVAL(dual_vertex), dual_num
175    PRINT *, MAXVAL(trisk), edge_num
176    PRINT *, MAX(MAXVAL(left),MAXVAL(right)), primal_num
177    PRINT *, MAX(MAXVAL(up),MAXVAL(down)), dual_num
178    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
179    PRINT *,' ... Done.'
180  END SUBROUTINE init_mesh
181
182  SUBROUTINE init_metric(Ai_, Av_, fv_, le_de_, Riv2_, wee_) BINDC(init_metric)
183    DOUBLE1(primal_num) :: Ai_
184    DOUBLE1(dual_num)   :: Av_, fv_
185    DOUBLE1(edge_num)   :: le_de_
186    DOUBLE2(max_dual_deg,dual_num) :: Riv2_
187    DOUBLE2(max_trisk_deg,edge_num) :: wee_
188    PRINT *, 'init_metric ...'
189    ALLOC1(Ai,primal_num)
190    ALLOC1(Av,dual_num)
191    ALLOC1(fv,dual_num)
192    ALLOC1(le_de,edge_num)
193    ALLOC2(Riv2, max_dual_deg, dual_num)
194    ALLOC2(wee, max_trisk_deg, edge_num)
195    Ai(:) = Ai_(:)
196    Av(:) = Av_(:)
197    fv(:) = fv_(:)
198    le_de(:) = le_de_(:)
199    Riv2(:,:)=Riv2_(:,:)
200    wee(:,:) = wee_(:,:)
201    PRINT *, MAXVAL(ABS(Ai))
202    PRINT *, MAXVAL(ABS(Av))
203    PRINT *, MAXVAL(ABS(fv))
204    PRINT *, MAXVAL(ABS(le_de))
205    PRINT *, MAXVAL(ABS(Riv2))
206    PRINT *, MAXVAL(ABS(wee))
207    PRINT *, MINVAL(right), MAXVAL(right)
208    PRINT *, MINVAL(right), MAXVAL(left)
209    PRINT *,' ... Done.'
210    IF(nb_threads==0) nb_threads=OMP_GET_MAX_THREADS()
211    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs, nb_threads', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS(), nb_threads
212  END SUBROUTINE init_metric
213  !
214  SUBROUTINE show_openmp() BINDC(show_openmp)
215    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS()
216  END SUBROUTINE show_openmp
217  !
218  SUBROUTINE init_params() BINDC(init_params)
219    PRINT *, 'Setting physical parameters ...'
220    IF(hydrostatic) THEN
221       PRINT *, 'Hydrostatic dynamics (HPE)'
222    ELSE
223       PRINT *, 'Non-hydrostatic dynamics (Euler)'
224    END IF
225    kappa = Rd/cpp
226    PRINT *, 'g = ',g
227    PRINT *, 'preff = ',preff
228    PRINT *, 'Treff = ',Treff
229    PRINT *, 'Rd = ',Rd
230    PRINT *, 'cpp = ',cpp
231    PRINT *, 'kappa = ',kappa
232    PRINT *, '... Done'
233    CALL init_trace
234  END SUBROUTINE init_params
235  !
236  SUBROUTINE init_hybrid(bl,dak,dbk) BINDC(init_hybrid)
237    DOUBLE2(llm+1, primal_num) :: bl
238    DOUBLE2(llm, primal_num) :: dak,dbk
239    PRINT *, 'Setting hybrid coefficients ...'
240    ALLOC2(mass_bl, llm+1, primal_num)
241    ALLOC2(mass_dak, llm, primal_num)
242    ALLOC2(mass_dbk, llm, primal_num)
243    mass_bl(:,:)  = bl(:,:)
244    mass_dak(:,:) = dak(:,:)
245    mass_dbk(:,:) = dbk(:,:)
246    PRINT *, '... Done, llm = ', llm
247  END SUBROUTINE Init_hybrid
248
249END MODULE data_unstructured_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.