source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/data_unstructured.F90 @ 688

Last change on this file since 688 was 688, checked in by dubos, 6 years ago

devel/unstructured : select double or single precision for physical quantities

File size: 9.1 KB
Line 
1MODULE data_unstructured_mod
2  USE ISO_C_BINDING
3  USE OMP_LIB
4  IMPLICIT NONE
5  SAVE
6
7  #include "unstructured.h90"
8
9  INTEGER, PARAMETER :: eta_mass=1, eta_lag=2, &
10       thermo_theta=1, thermo_entropy=2, thermo_moist=3, thermo_boussinesq=4, &
11       caldyn_vert_cons=1, max_nb_stage=5
12  INDEX,  BIND(C) :: caldyn_thermo=thermo_theta, caldyn_eta=eta_lag, &
13       caldyn_vert_variant=caldyn_vert_cons, nb_threads=0, nb_stage=0
14  LOGICAL(C_BOOL), BIND(C) :: hydrostatic=.TRUE., debug_hevi_solver=.TRUE.
15
16  INDEX, BIND(C) :: llm, nqdyn, edge_num, primal_num, dual_num, &
17       max_primal_deg, max_dual_deg, max_trisk_deg
18  INDEX, ALLOCATABLE :: & ! deg(ij) = nb of vertices = nb of edges of primal/dual cell ij
19       primal_deg(:), primal_edge(:,:), primal_vertex(:,:), primal_ne(:,:), & 
20       dual_deg(:), dual_edge(:,:), dual_vertex(:,:), dual_ne(:,:), &
21       trisk_deg(:), trisk(:,:), &
22       left(:), right(:), up(:), down(:)
23  ! left and right are adjacent primal cells
24  ! flux is positive when going from left to right
25  ! up and down are adjacent dual cells
26  ! circulation is positive when going from down to up
27
28  TIME, BIND(C) :: elapsed
29  NUM, BIND(C) :: g, ptop, cpp, cppv, Rd, Rv, preff, Treff, pbot, Phi_bot, rho_bot
30  NUM :: kappa
31  NUM1(max_nb_stage), BIND(C)              :: tauj       ! diagonal of fast Butcher tableau
32  NUM2(max_nb_stage,max_nb_stage), BIND(C) :: cslj, cflj ! slow and fast modified Butcher tableaus
33  NUM1(:), ALLOCATABLE            :: le_de, fv, Av, Ai
34  NUM2(:,:), ALLOCATABLE          :: Riv2, wee, ap,bp, mass_bl, mass_dak, mass_dbk
35
36  INTEGER(C_INT), BIND(C) :: comm_icosa
37
38  INTEGER, PARAMETER :: id_dev1=1, id_dev2=2, &
39       id_pvort_only=3, id_slow_hydro=4, id_fast=5, id_coriolis=6, id_theta=7, id_geopot=8, id_vert=9, &
40       id_solver=10, id_slow_NH=11, id_NH_geopot=12, id_vert_NH=13, id_update=14, nb_routines=14 
41  TIME, PRIVATE :: start_time, time_spent(nb_routines) ! time spent in each kernel
42  INTEGER, PRIVATE :: current_id, nb_calls(nb_routines)
43  INTEGER(KIND=8), PRIVATE :: bytes(nb_routines) ! bytes read or written by each kernel
44  CHARACTER(len = 10) :: id_name(nb_routines) = &
45       (/'dev1      ', 'dev2      ', &
46       'pvort_only', 'slow_hydro', 'fast      ', 'coriolis  ', 'theta     ', 'geopot    ', 'vert      ', &
47       'solver    ', 'slow_NH   ', 'NH_geopot ', 'vert_NH   ',  'update    ' /)
48
49  INTEGER, PARAMETER ::transfer_primal=1, transfer_edge=2, transfer_dual=3, transfer_max=3
50  TYPE Halo_transfer
51     INTEGER :: ranks ! size of arrays rank, len
52     INTEGER, ALLOCATABLE :: rank(:), & ! MPI ranks to communicate with
53          num(:), & ! number of cells to send to / receive from other MPI ranks
54          cells(:) ! local indices of cells to send/receive
55     NUM, ALLOCATABLE :: buf2(:,:)
56  END TYPE Halo_transfer
57  TYPE(Halo_transfer), TARGET :: send_info(transfer_max), recv_info(transfer_max)
58
59CONTAINS
60
61  !----------------------------      PROFILING      --------------------------
62 
63  SUBROUTINE init_trace()
64    !$OMP MASTER
65    time_spent(:)=0.
66    bytes(:)=0
67    nb_calls(:)=0
68    !$OMP END MASTER
69  END SUBROUTINE init_trace
70
71  SUBROUTINE print_trace()
72    INTEGER :: id
73    TIME :: total_spent
74    !$OMP MASTER
75    total_spent=SUM(time_spent)
76    IF(total_spent>1.) THEN
77       PRINT *, '========================= Performance metrics ========================='
78       PRINT *, 'Total time spent in instrumented code (seconds) :', total_spent
79       PRINT *, 'Name, #calls, %time, microsec/call, MB/sec'   
80       DO id=1,nb_routines
81          IF(nb_calls(id)>0) PRINT *, id_name(id), nb_calls(id), INT(100.*time_spent(id)/total_spent), &
82               INT(1e6*time_spent(id)/nb_calls(id)), INT(1e-6*bytes(id)/time_spent(id))
83       END DO
84       CALL init_trace()
85    END IF
86    !$OMP END MASTER
87  END SUBROUTINE print_trace
88
89  SUBROUTINE enter_trace(id, nbytes)
90    INTEGER :: id, nbytes
91    !$OMP MASTER
92    current_id = id
93    bytes(id) = bytes(id) + nbytes
94    nb_calls(id)=nb_calls(id)+1
95    start_time = OMP_GET_WTIME()
96    !$OMP END MASTER
97  END SUBROUTINE enter_trace
98
99  SUBROUTINE exit_trace()
100    TIME :: elapsed
101    !$OMP MASTER
102    elapsed = OMP_GET_WTIME()-start_time
103    IF(elapsed<0.) elapsed=0.
104    time_spent(current_id) = time_spent(current_id) + elapsed
105    !$OMP END MASTER
106  END SUBROUTINE exit_trace
107
108  !---------------------------- CONTEXT INITIALIZATION --------------------------
109
110#define ALLOC1(v,n1) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1))
111#define ALLOC2(v,n1,n2) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1,n2))
112
113  SUBROUTINE init_mesh( & 
114       primal_deg_, primal_edge_, primal_ne_, &
115       dual_deg_, dual_edge_, dual_ne_, dual_vertex_, &
116       left_, right_, up_, down_ ,&
117       trisk_deg_, trisk_) BINDC(init_mesh)
118    INDEX :: primal_deg_(primal_num), primal_edge_(max_primal_deg,primal_num), &
119         primal_ne_(max_primal_deg,primal_num), &
120         dual_deg_(dual_num), dual_edge_(max_dual_deg,dual_num), &
121         dual_ne_(max_dual_deg,dual_num), &
122         dual_vertex_(max_dual_deg,dual_num), &
123         trisk_deg_(edge_num), trisk_(max_trisk_deg, edge_num)
124    INDEX, DIMENSION(edge_num) :: left_, right_, down_, up_
125
126    PRINT *, 'init_mesh ...'
127    PRINT *, 'Primal mesh : ', primal_num, max_primal_deg
128    PRINT *, 'Dual mesh   : ', dual_num, max_dual_deg
129    PRINT *, 'Edge mesh   : ', edge_num, max_trisk_deg
130    PRINT *, 'Vertical levels :', llm
131    ALLOC1(primal_deg, primal_num)
132    ALLOC2(primal_edge, max_primal_deg,primal_num)
133    ALLOC2(primal_ne, max_primal_deg,primal_num)
134    ALLOC1(dual_deg,dual_num)
135    ALLOC2(dual_edge, max_dual_deg,dual_num)
136    ALLOC2(dual_ne, max_dual_deg,dual_num)
137    ALLOC2(dual_vertex, max_dual_deg,dual_num)
138    ALLOC1(trisk_deg, edge_num)
139    ALLOC2(trisk, max_trisk_deg, edge_num)
140    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
141    ALLOC1(left, edge_num)
142    ALLOC1(right, edge_num)
143    ALLOC1(up, edge_num)
144    ALLOC1(down, edge_num)
145    primal_deg(:) = primal_deg_(:)
146    primal_edge(:,:) = primal_edge_(:,:)
147    primal_ne(:,:) = primal_ne_(:,:)
148    dual_deg(:) = dual_deg_(:)
149    dual_edge(:,:) = dual_edge_(:,:)
150    dual_ne(:,:) = dual_ne_(:,:)
151    dual_vertex(:,:) = dual_vertex_(:,:)
152    IF(MINVAL(dual_deg)<3) THEN
153       STOP 'At least one dual cell has less than 3 vertices'
154    END IF
155    IF(MINVAL(primal_deg)<3) THEN
156       STOP 'At least one primal cell has less than 3 vertices'
157    END IF
158    left(:)=left_(:)
159    right(:)=right_(:)
160    down(:)=down_(:)
161    up=up_(:)
162    trisk_deg(:)=trisk_deg_(:)
163    trisk(:,:)=trisk_(:,:)
164    PRINT *, MAXVAL(primal_edge), edge_num
165    PRINT *, MAXVAL(dual_edge), edge_num
166    PRINT *, MAXVAL(dual_vertex), dual_num
167    PRINT *, MAXVAL(trisk), edge_num
168    PRINT *, MAX(MAXVAL(left),MAXVAL(right)), primal_num
169    PRINT *, MAX(MAXVAL(up),MAXVAL(down)), dual_num
170    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
171    PRINT *,' ... Done.'
172  END SUBROUTINE init_mesh
173
174  ! Input arrays to init_metric and init_hybrid are declared DBL
175  ! => always float64 on the Python side
176  ! They are copied to Fortran arrays of type NUM (float or double)
177
178  SUBROUTINE init_metric(Ai_, Av_, fv_, le_de_, Riv2_, wee_) BINDC(init_metric)
179    DBL :: Ai_(primal_num), Av_(dual_num), fv_(dual_num), le_de_(edge_num), &
180         Riv2_(max_dual_deg,dual_num), wee_(max_trisk_deg,edge_num)
181    PRINT *, 'init_metric ...'
182    ALLOC1(Ai,primal_num)
183    ALLOC1(Av,dual_num)
184    ALLOC1(fv,dual_num)
185    ALLOC1(le_de,edge_num)
186    ALLOC2(Riv2, max_dual_deg, dual_num)
187    ALLOC2(wee, max_trisk_deg, edge_num)
188    Ai(:) = Ai_(:)
189    Av(:) = Av_(:)
190    fv(:) = fv_(:)
191    le_de(:) = le_de_(:)
192    Riv2(:,:)=Riv2_(:,:)
193    wee(:,:) = wee_(:,:)
194    PRINT *, MAXVAL(ABS(Ai))
195    PRINT *, MAXVAL(ABS(Av))
196    PRINT *, MAXVAL(ABS(fv))
197    PRINT *, MAXVAL(ABS(le_de))
198    PRINT *, MAXVAL(ABS(Riv2))
199    PRINT *, MAXVAL(ABS(wee))
200    PRINT *, MINVAL(right), MAXVAL(right)
201    PRINT *, MINVAL(right), MAXVAL(left)
202    PRINT *,' ... Done.'
203    IF(nb_threads==0) nb_threads=OMP_GET_MAX_THREADS()
204    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs, nb_threads', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS(), nb_threads
205  END SUBROUTINE init_metric
206  !
207  SUBROUTINE show_openmp() BINDC(show_openmp)
208    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS()
209  END SUBROUTINE show_openmp
210  !
211  SUBROUTINE init_params() BINDC(init_params)
212    PRINT *, 'Setting physical parameters ...'
213    IF(hydrostatic) THEN
214       PRINT *, 'Hydrostatic dynamics (HPE)'
215    ELSE
216       PRINT *, 'Non-hydrostatic dynamics (Euler)'
217    END IF
218    kappa = Rd/cpp
219    PRINT *, 'g = ',g
220    PRINT *, 'preff = ',preff
221    PRINT *, 'Treff = ',Treff
222    PRINT *, 'Rd = ',Rd
223    PRINT *, 'cpp = ',cpp
224    PRINT *, 'kappa = ',kappa
225    PRINT *, '... Done'
226    CALL init_trace
227  END SUBROUTINE init_params
228  !
229  SUBROUTINE init_hybrid(bl,dak,dbk) BINDC(init_hybrid)
230    DBL :: bl(llm+1, primal_num), &
231         dak(llm, primal_num), dbk(llm, primal_num)
232    PRINT *, 'Setting hybrid coefficients ...'
233    ALLOC2(mass_bl, llm+1, primal_num)
234    ALLOC2(mass_dak, llm, primal_num)
235    ALLOC2(mass_dbk, llm, primal_num)
236    mass_bl(:,:)  = bl(:,:)
237    mass_dak(:,:) = dak(:,:)
238    mass_dbk(:,:) = dbk(:,:)
239    PRINT *, '... Done, llm = ', llm
240  END SUBROUTINE Init_hybrid
241
242END MODULE data_unstructured_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.