source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/data_unstructured.F90 @ 796

Last change on this file since 796 was 796, checked in by jisesh, 5 years ago

unstructured : reconstruction of velocity components (bugged)

File size: 9.7 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.
15  LOGICAL(C_BOOL), BIND(C, NAME='debug_hevi_solver') :: debug_hevi_solver_=.TRUE.
16
17#ifdef CPP_MIXED_PREC
18  LOGICAL(C_BOOL), BIND(C) :: mixed_precision=.TRUE.
19#else
20  LOGICAL(C_BOOL), BIND(C) :: mixed_precision=.FALSE.
21#endif
22
23  INDEX, BIND(C) :: llm, nqdyn, edge_num, primal_num, dual_num, &
24       max_primal_deg, max_dual_deg, max_trisk_deg
25  INDEX, ALLOCATABLE :: & ! deg(ij) = nb of vertices = nb of edges of primal/dual cell ij
26       primal_deg(:), primal_edge(:,:), primal_vertex(:,:), primal_ne(:,:), & 
27       dual_deg(:), dual_edge(:,:), dual_vertex(:,:), dual_ne(:,:), &
28       trisk_deg(:), trisk(:,:), &
29       left(:), right(:), up(:), down(:)
30  ! left and right are adjacent primal cells
31  ! flux is positive when going from left to right
32  ! up and down are adjacent dual cells
33  ! circulation is positive when going from down to up
34
35  TIME, PARAMETER :: print_trace_interval = 1.
36  TIME, BIND(C) :: elapsed
37  NUM, BIND(C) :: g, ptop, cpp, cppv, Rd, Rv, preff, Treff, pbot, Phi_bot, rho_bot
38  NUM :: kappa
39  NUM1(max_nb_stage), BIND(C)              :: tauj       ! diagonal of fast Butcher tableau
40  NUM2(max_nb_stage,max_nb_stage), BIND(C) :: cslj, cflj ! slow and fast modified Butcher tableaus
41  NUM1(:), ALLOCATABLE            :: le, le_de, fv, Av, Ai
42  NUM2(:,:), ALLOCATABLE          :: centroid, xyz_v, Riv2, wee, ap,bp, mass_bl, mass_dak, mass_dbk
43
44  INTEGER(C_INT), BIND(C) :: comm_icosa, dynamico_mpi_rank=0
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, id_halo=15, &
49       id_scalar_laplacian=16, nb_routines=16 
50  TIME, PRIVATE :: start_time, time_spent(nb_routines) ! time spent in each kernel
51  INTEGER, PRIVATE :: current_id, nb_calls(nb_routines)
52  INTEGER(KIND=8), PRIVATE :: bytes(nb_routines) ! bytes read or written by each kernel
53  CHARACTER(len = 10) :: id_name(nb_routines) = &
54       (/'dev1      ', 'dev2      ', &
55       'pvort_only', 'slow_hydro', 'fast      ', 'coriolis  ', 'theta     ', 'geopot    ', 'vert      ', &
56       'solver    ', 'slow_NH   ', 'NH_geopot ', 'vert_NH   ',  'update    ', 'halo_xchg ', 'scalar_lap' /)
57
58  INTEGER, PARAMETER ::transfer_primal=1, transfer_edge=2, transfer_dual=3, transfer_max=3
59  TYPE Halo_transfer
60     INTEGER :: ranks ! size of arrays rank, len
61     INTEGER, ALLOCATABLE :: rank(:), & ! MPI ranks to communicate with
62          num(:), & ! number of cells to send to / receive from other MPI ranks
63          cells(:) ! local indices of cells to send/receive
64     NUM, ALLOCATABLE :: buf2(:,:)
65  END TYPE Halo_transfer
66  TYPE(Halo_transfer), TARGET :: send_info(transfer_max), recv_info(transfer_max)
67
68CONTAINS
69
70  !----------------------------      PROFILING      --------------------------
71 
72  SUBROUTINE init_trace()
73    !$OMP MASTER
74    time_spent(:)=0.
75    bytes(:)=0
76    nb_calls(:)=0
77    !$OMP END MASTER
78  END SUBROUTINE init_trace
79
80  SUBROUTINE print_trace_() BIND(C, name='dynamico_print_trace')
81    INTEGER :: id
82    TIME :: total_spent
83    total_spent=SUM(time_spent)
84    IF(dynamico_mpi_rank==0) 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    END IF
93  END SUBROUTINE print_trace_
94
95  SUBROUTINE print_trace()
96    !$OMP MASTER
97       IF(SUM(time_spent)>print_trace_interval) THEN
98          CALL print_trace_
99          CALL init_trace()
100       END IF
101    !$OMP END MASTER
102  END SUBROUTINE print_trace
103
104  SUBROUTINE enter_trace(id, nbytes)
105    INTEGER :: id, nbytes
106    !$OMP MASTER
107    current_id = id
108    bytes(id) = bytes(id) + nbytes
109    nb_calls(id)=nb_calls(id)+1
110    start_time = OMP_GET_WTIME()
111    !$OMP END MASTER
112  END SUBROUTINE enter_trace
113
114  SUBROUTINE exit_trace()
115    TIME :: elapsed
116    !$OMP MASTER
117    elapsed = OMP_GET_WTIME()-start_time
118    IF(elapsed<0.) elapsed=0.
119    time_spent(current_id) = time_spent(current_id) + elapsed
120    !$OMP END MASTER
121  END SUBROUTINE exit_trace
122
123  !---------------------------- CONTEXT INITIALIZATION --------------------------
124
125#define ALLOC1(v,n1) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1))
126#define ALLOC2(v,n1,n2) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1,n2))
127
128  SUBROUTINE init_mesh( & 
129       primal_deg_, primal_edge_, primal_ne_, &
130       dual_deg_, dual_edge_, dual_ne_, dual_vertex_, &
131       left_, right_, up_, down_ ,&
132       trisk_deg_, trisk_) BINDC(init_mesh)
133    INDEX :: primal_deg_(primal_num), primal_edge_(max_primal_deg,primal_num), &
134         primal_ne_(max_primal_deg,primal_num), &
135         dual_deg_(dual_num), dual_edge_(max_dual_deg,dual_num), &
136         dual_ne_(max_dual_deg,dual_num), &
137         dual_vertex_(max_dual_deg,dual_num), &
138         trisk_deg_(edge_num), trisk_(max_trisk_deg, edge_num)
139    INDEX, DIMENSION(edge_num) :: left_, right_, down_, up_
140
141    PRINT *, 'init_mesh ...'
142    PRINT *, 'Primal mesh : ', primal_num, max_primal_deg
143    PRINT *, 'Dual mesh   : ', dual_num, max_dual_deg
144    PRINT *, 'Edge mesh   : ', edge_num, max_trisk_deg
145    PRINT *, 'Vertical levels :', llm
146    ALLOC1(primal_deg, primal_num)
147    ALLOC2(primal_edge, max_primal_deg,primal_num)
148    ALLOC2(primal_ne, max_primal_deg,primal_num)
149    ALLOC1(dual_deg,dual_num)
150    ALLOC2(dual_edge, max_dual_deg,dual_num)
151    ALLOC2(dual_ne, max_dual_deg,dual_num)
152    ALLOC2(dual_vertex, max_dual_deg,dual_num)
153    ALLOC1(trisk_deg, edge_num)
154    ALLOC2(trisk, max_trisk_deg, edge_num)
155    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
156    ALLOC1(left, edge_num)
157    ALLOC1(right, edge_num)
158    ALLOC1(up, edge_num)
159    ALLOC1(down, edge_num)
160    primal_deg(:) = primal_deg_(:)
161    primal_edge(:,:) = primal_edge_(:,:)
162    primal_ne(:,:) = primal_ne_(:,:)
163    dual_deg(:) = dual_deg_(:)
164    dual_edge(:,:) = dual_edge_(:,:)
165    dual_ne(:,:) = dual_ne_(:,:)
166    dual_vertex(:,:) = dual_vertex_(:,:)
167    IF(MINVAL(dual_deg)<2) THEN
168       STOP 'At least one dual cell has less than 2 vertices'
169    END IF
170    IF(MINVAL(primal_deg)<2) THEN
171       STOP 'At least one primal cell has less than 2 vertices'
172    END IF
173    left(:)=left_(:)
174    right(:)=right_(:)
175    down(:)=down_(:)
176    up=up_(:)
177    trisk_deg(:)=trisk_deg_(:)
178    trisk(:,:)=trisk_(:,:)
179    PRINT *, MAXVAL(primal_edge), edge_num
180    PRINT *, MAXVAL(dual_edge), edge_num
181    PRINT *, MAXVAL(dual_vertex), dual_num
182    PRINT *, MAXVAL(trisk), edge_num
183    PRINT *, MAX(MAXVAL(left),MAXVAL(right)), primal_num
184    PRINT *, MAX(MAXVAL(up),MAXVAL(down)), dual_num
185    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
186    PRINT *,' ... Done.'
187  END SUBROUTINE init_mesh
188
189  ! Input arrays to init_metric and init_hybrid are declared DBL
190  ! => always float64 on the Python side
191  ! They are copied to Fortran arrays of type NUM (float or double)
192
193  SUBROUTINE init_metric(Ai_, Av_, fv_, le_de_, Riv2_, wee_) BINDC(init_metric)
194    DBL :: Ai_(primal_num), Av_(dual_num), fv_(dual_num), le_de_(edge_num), &
195         Riv2_(max_dual_deg,dual_num), wee_(max_trisk_deg,edge_num)
196    PRINT *, 'init_metric ...'
197    ALLOC1(Ai,primal_num)
198    ALLOC1(Av,dual_num)
199    ALLOC1(fv,dual_num)
200    ALLOC1(le_de,edge_num)
201    ALLOC2(Riv2, max_dual_deg, dual_num)
202    ALLOC2(wee, max_trisk_deg, edge_num)
203    Ai(:) = Ai_(:)
204    Av(:) = Av_(:)
205    fv(:) = fv_(:)
206    le_de(:) = le_de_(:)
207    Riv2(:,:)=Riv2_(:,:)
208    wee(:,:) = wee_(:,:)
209    PRINT *, 'Max Ai : ',    MAXVAL(ABS(Ai))
210    PRINT *, 'Max Av : ',    MAXVAL(ABS(Av))
211    PRINT *, 'Max fv : ',    MAXVAL(ABS(fv))
212    PRINT *, 'Max le_de : ', MAXVAL(ABS(le_de))
213    PRINT *, 'Max Riv2 : ',  MAXVAL(ABS(Riv2))
214    PRINT *, 'Max wee : ',   MAXVAL(ABS(wee))
215    PRINT *, MINVAL(right),  MAXVAL(right)
216    PRINT *, MINVAL(right),  MAXVAL(left)
217    PRINT *,' ... Done.'
218    IF(nb_threads==0) nb_threads=OMP_GET_MAX_THREADS()
219    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs, nb_threads', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS(), nb_threads
220  END SUBROUTINE init_metric
221  !
222  SUBROUTINE show_openmp() BINDC(show_openmp)
223    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS()
224  END SUBROUTINE show_openmp
225  !
226  SUBROUTINE init_params() BINDC(init_params)
227    PRINT *, 'Setting physical parameters ...'
228    IF(hydrostatic) THEN
229       PRINT *, 'Hydrostatic dynamics (HPE)'
230    ELSE
231       PRINT *, 'Non-hydrostatic dynamics (Euler)'
232    END IF
233    kappa = Rd/cpp
234    PRINT *, 'g = ',g
235    PRINT *, 'preff = ',preff
236    PRINT *, 'Treff = ',Treff
237    PRINT *, 'Rd = ',Rd
238    PRINT *, 'cpp = ',cpp
239    PRINT *, 'kappa = ',kappa
240    PRINT *, '... Done'
241    CALL init_trace
242  END SUBROUTINE init_params
243  !
244  SUBROUTINE init_hybrid(bl,dak,dbk) BINDC(init_hybrid)
245    DBL :: bl(llm+1, primal_num), &
246         dak(llm, primal_num), dbk(llm, primal_num)
247    PRINT *, 'Setting hybrid coefficients ...'
248    ALLOC2(mass_bl, llm+1, primal_num)
249    ALLOC2(mass_dak, llm, primal_num)
250    ALLOC2(mass_dbk, llm, primal_num)
251    mass_bl(:,:)  = bl(:,:)
252    mass_dak(:,:) = dak(:,:)
253    mass_dbk(:,:) = dbk(:,:)
254    PRINT *, '... Done, llm = ', llm
255  END SUBROUTINE Init_hybrid
256
257END MODULE data_unstructured_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.