source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/data_unstructured.F90 @ 700

Last change on this file since 700 was 700, checked in by dubos, 6 years ago

devel/unstructured : profile halo exchange & reduce verbosity

File size: 9.4 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, PARAMETER :: print_trace_interval = 1.
29  TIME, BIND(C) :: elapsed
30  NUM, BIND(C) :: g, ptop, cpp, cppv, Rd, Rv, preff, Treff, pbot, Phi_bot, rho_bot
31  NUM :: kappa
32  NUM1(max_nb_stage), BIND(C)              :: tauj       ! diagonal of fast Butcher tableau
33  NUM2(max_nb_stage,max_nb_stage), BIND(C) :: cslj, cflj ! slow and fast modified Butcher tableaus
34  NUM1(:), ALLOCATABLE            :: le_de, fv, Av, Ai
35  NUM2(:,:), ALLOCATABLE          :: Riv2, wee, ap,bp, mass_bl, mass_dak, mass_dbk
36
37  INTEGER(C_INT), BIND(C) :: comm_icosa, dynamico_mpi_rank=0
38
39  INTEGER, PARAMETER :: id_dev1=1, id_dev2=2, &
40       id_pvort_only=3, id_slow_hydro=4, id_fast=5, id_coriolis=6, id_theta=7, id_geopot=8, id_vert=9, &
41       id_solver=10, id_slow_NH=11, id_NH_geopot=12, id_vert_NH=13, id_update=14, id_halo=15, nb_routines=15 
42  TIME, PRIVATE :: start_time, time_spent(nb_routines) ! time spent in each kernel
43  INTEGER, PRIVATE :: current_id, nb_calls(nb_routines)
44  INTEGER(KIND=8), PRIVATE :: bytes(nb_routines) ! bytes read or written by each kernel
45  CHARACTER(len = 10) :: id_name(nb_routines) = &
46       (/'dev1      ', 'dev2      ', &
47       'pvort_only', 'slow_hydro', 'fast      ', 'coriolis  ', 'theta     ', 'geopot    ', 'vert      ', &
48       'solver    ', 'slow_NH   ', 'NH_geopot ', 'vert_NH   ',  'update    ', 'halo_xchg ' /)
49
50  INTEGER, PARAMETER ::transfer_primal=1, transfer_edge=2, transfer_dual=3, transfer_max=3
51  TYPE Halo_transfer
52     INTEGER :: ranks ! size of arrays rank, len
53     INTEGER, ALLOCATABLE :: rank(:), & ! MPI ranks to communicate with
54          num(:), & ! number of cells to send to / receive from other MPI ranks
55          cells(:) ! local indices of cells to send/receive
56     NUM, ALLOCATABLE :: buf2(:,:)
57  END TYPE Halo_transfer
58  TYPE(Halo_transfer), TARGET :: send_info(transfer_max), recv_info(transfer_max)
59
60CONTAINS
61
62  !----------------------------      PROFILING      --------------------------
63 
64  SUBROUTINE init_trace()
65    !$OMP MASTER
66    time_spent(:)=0.
67    bytes(:)=0
68    nb_calls(:)=0
69    !$OMP END MASTER
70  END SUBROUTINE init_trace
71
72  SUBROUTINE print_trace_() BIND(C, name='dynamico_print_trace')
73    INTEGER :: id
74    TIME :: total_spent
75    total_spent=SUM(time_spent)
76    IF(dynamico_mpi_rank==0) 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    END IF
85  END SUBROUTINE print_trace_
86
87  SUBROUTINE print_trace()
88    !$OMP MASTER
89       IF(SUM(time_spent)>print_trace_interval) THEN
90          CALL print_trace_
91          CALL init_trace()
92       END IF
93    !$OMP END MASTER
94  END SUBROUTINE print_trace
95
96  SUBROUTINE enter_trace(id, nbytes)
97    INTEGER :: id, nbytes
98    !$OMP MASTER
99    current_id = id
100    bytes(id) = bytes(id) + nbytes
101    nb_calls(id)=nb_calls(id)+1
102    start_time = OMP_GET_WTIME()
103    !$OMP END MASTER
104  END SUBROUTINE enter_trace
105
106  SUBROUTINE exit_trace()
107    TIME :: elapsed
108    !$OMP MASTER
109    elapsed = OMP_GET_WTIME()-start_time
110    IF(elapsed<0.) elapsed=0.
111    time_spent(current_id) = time_spent(current_id) + elapsed
112    !$OMP END MASTER
113  END SUBROUTINE exit_trace
114
115  !---------------------------- CONTEXT INITIALIZATION --------------------------
116
117#define ALLOC1(v,n1) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1))
118#define ALLOC2(v,n1,n2) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1,n2))
119
120  SUBROUTINE init_mesh( & 
121       primal_deg_, primal_edge_, primal_ne_, &
122       dual_deg_, dual_edge_, dual_ne_, dual_vertex_, &
123       left_, right_, up_, down_ ,&
124       trisk_deg_, trisk_) BINDC(init_mesh)
125    INDEX :: primal_deg_(primal_num), primal_edge_(max_primal_deg,primal_num), &
126         primal_ne_(max_primal_deg,primal_num), &
127         dual_deg_(dual_num), dual_edge_(max_dual_deg,dual_num), &
128         dual_ne_(max_dual_deg,dual_num), &
129         dual_vertex_(max_dual_deg,dual_num), &
130         trisk_deg_(edge_num), trisk_(max_trisk_deg, edge_num)
131    INDEX, DIMENSION(edge_num) :: left_, right_, down_, up_
132
133    PRINT *, 'init_mesh ...'
134    PRINT *, 'Primal mesh : ', primal_num, max_primal_deg
135    PRINT *, 'Dual mesh   : ', dual_num, max_dual_deg
136    PRINT *, 'Edge mesh   : ', edge_num, max_trisk_deg
137    PRINT *, 'Vertical levels :', llm
138    ALLOC1(primal_deg, primal_num)
139    ALLOC2(primal_edge, max_primal_deg,primal_num)
140    ALLOC2(primal_ne, max_primal_deg,primal_num)
141    ALLOC1(dual_deg,dual_num)
142    ALLOC2(dual_edge, max_dual_deg,dual_num)
143    ALLOC2(dual_ne, max_dual_deg,dual_num)
144    ALLOC2(dual_vertex, max_dual_deg,dual_num)
145    ALLOC1(trisk_deg, edge_num)
146    ALLOC2(trisk, max_trisk_deg, edge_num)
147    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
148    ALLOC1(left, edge_num)
149    ALLOC1(right, edge_num)
150    ALLOC1(up, edge_num)
151    ALLOC1(down, edge_num)
152    primal_deg(:) = primal_deg_(:)
153    primal_edge(:,:) = primal_edge_(:,:)
154    primal_ne(:,:) = primal_ne_(:,:)
155    dual_deg(:) = dual_deg_(:)
156    dual_edge(:,:) = dual_edge_(:,:)
157    dual_ne(:,:) = dual_ne_(:,:)
158    dual_vertex(:,:) = dual_vertex_(:,:)
159    IF(MINVAL(dual_deg)<3) THEN
160       STOP 'At least one dual cell has less than 3 vertices'
161    END IF
162    IF(MINVAL(primal_deg)<3) THEN
163       STOP 'At least one primal cell has less than 3 vertices'
164    END IF
165    left(:)=left_(:)
166    right(:)=right_(:)
167    down(:)=down_(:)
168    up=up_(:)
169    trisk_deg(:)=trisk_deg_(:)
170    trisk(:,:)=trisk_(:,:)
171    PRINT *, MAXVAL(primal_edge), edge_num
172    PRINT *, MAXVAL(dual_edge), edge_num
173    PRINT *, MAXVAL(dual_vertex), dual_num
174    PRINT *, MAXVAL(trisk), edge_num
175    PRINT *, MAX(MAXVAL(left),MAXVAL(right)), primal_num
176    PRINT *, MAX(MAXVAL(up),MAXVAL(down)), dual_num
177    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
178    PRINT *,' ... Done.'
179  END SUBROUTINE init_mesh
180
181  ! Input arrays to init_metric and init_hybrid are declared DBL
182  ! => always float64 on the Python side
183  ! They are copied to Fortran arrays of type NUM (float or double)
184
185  SUBROUTINE init_metric(Ai_, Av_, fv_, le_de_, Riv2_, wee_) BINDC(init_metric)
186    DBL :: Ai_(primal_num), Av_(dual_num), fv_(dual_num), le_de_(edge_num), &
187         Riv2_(max_dual_deg,dual_num), wee_(max_trisk_deg,edge_num)
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    DBL :: bl(llm+1, primal_num), &
238         dak(llm, primal_num), dbk(llm, primal_num)
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.