source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/data_unstructured.F90 @ 759

Last change on this file since 759 was 759, checked in by dubos, 6 years ago

devel/unstructured : towards XIOS output with curvilinear mesh

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_de, fv, Av, Ai
42  NUM2(:,:), ALLOCATABLE          :: 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, nb_routines=15 
49  TIME, 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    ', 'halo_xchg ' /)
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     NUM, 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_() BIND(C, name='dynamico_print_trace')
80    INTEGER :: id
81    TIME :: total_spent
82    total_spent=SUM(time_spent)
83    IF(dynamico_mpi_rank==0) THEN
84       PRINT *, '========================= Performance metrics ========================='
85       PRINT *, 'Total time spent in instrumented code (seconds) :', total_spent
86       PRINT *, 'Name, #calls, %time, microsec/call, MB/sec'   
87       DO id=1,nb_routines
88          IF(nb_calls(id)>0) PRINT *, id_name(id), nb_calls(id), INT(100.*time_spent(id)/total_spent), &
89               INT(1e6*time_spent(id)/nb_calls(id)), INT(1e-6*bytes(id)/time_spent(id))
90       END DO
91    END IF
92  END SUBROUTINE print_trace_
93
94  SUBROUTINE print_trace()
95    !$OMP MASTER
96       IF(SUM(time_spent)>print_trace_interval) THEN
97          CALL print_trace_
98          CALL init_trace()
99       END IF
100    !$OMP END MASTER
101  END SUBROUTINE print_trace
102
103  SUBROUTINE enter_trace(id, nbytes)
104    INTEGER :: id, nbytes
105    !$OMP MASTER
106    current_id = id
107    bytes(id) = bytes(id) + nbytes
108    nb_calls(id)=nb_calls(id)+1
109    start_time = OMP_GET_WTIME()
110    !$OMP END MASTER
111  END SUBROUTINE enter_trace
112
113  SUBROUTINE exit_trace()
114    TIME :: elapsed
115    !$OMP MASTER
116    elapsed = OMP_GET_WTIME()-start_time
117    IF(elapsed<0.) elapsed=0.
118    time_spent(current_id) = time_spent(current_id) + elapsed
119    !$OMP END MASTER
120  END SUBROUTINE exit_trace
121
122  !---------------------------- CONTEXT INITIALIZATION --------------------------
123
124#define ALLOC1(v,n1) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1))
125#define ALLOC2(v,n1,n2) IF(ALLOCATED(v)) DEALLOCATE(v) ; ALLOCATE(v(n1,n2))
126
127  SUBROUTINE init_mesh( & 
128       primal_deg_, primal_edge_, primal_ne_, &
129       dual_deg_, dual_edge_, dual_ne_, dual_vertex_, &
130       left_, right_, up_, down_ ,&
131       trisk_deg_, trisk_) BINDC(init_mesh)
132    INDEX :: primal_deg_(primal_num), primal_edge_(max_primal_deg,primal_num), &
133         primal_ne_(max_primal_deg,primal_num), &
134         dual_deg_(dual_num), dual_edge_(max_dual_deg,dual_num), &
135         dual_ne_(max_dual_deg,dual_num), &
136         dual_vertex_(max_dual_deg,dual_num), &
137         trisk_deg_(edge_num), trisk_(max_trisk_deg, edge_num)
138    INDEX, DIMENSION(edge_num) :: left_, right_, down_, up_
139
140    PRINT *, 'init_mesh ...'
141    PRINT *, 'Primal mesh : ', primal_num, max_primal_deg
142    PRINT *, 'Dual mesh   : ', dual_num, max_dual_deg
143    PRINT *, 'Edge mesh   : ', edge_num, max_trisk_deg
144    PRINT *, 'Vertical levels :', llm
145    ALLOC1(primal_deg, primal_num)
146    ALLOC2(primal_edge, max_primal_deg,primal_num)
147    ALLOC2(primal_ne, max_primal_deg,primal_num)
148    ALLOC1(dual_deg,dual_num)
149    ALLOC2(dual_edge, max_dual_deg,dual_num)
150    ALLOC2(dual_ne, max_dual_deg,dual_num)
151    ALLOC2(dual_vertex, max_dual_deg,dual_num)
152    ALLOC1(trisk_deg, edge_num)
153    ALLOC2(trisk, max_trisk_deg, edge_num)
154    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
155    ALLOC1(left, edge_num)
156    ALLOC1(right, edge_num)
157    ALLOC1(up, edge_num)
158    ALLOC1(down, edge_num)
159    primal_deg(:) = primal_deg_(:)
160    primal_edge(:,:) = primal_edge_(:,:)
161    primal_ne(:,:) = primal_ne_(:,:)
162    dual_deg(:) = dual_deg_(:)
163    dual_edge(:,:) = dual_edge_(:,:)
164    dual_ne(:,:) = dual_ne_(:,:)
165    dual_vertex(:,:) = dual_vertex_(:,:)
166    IF(MINVAL(dual_deg)<2) THEN
167       STOP 'At least one dual cell has less than 2 vertices'
168    END IF
169    IF(MINVAL(primal_deg)<2) THEN
170       STOP 'At least one primal cell has less than 2 vertices'
171    END IF
172    left(:)=left_(:)
173    right(:)=right_(:)
174    down(:)=down_(:)
175    up=up_(:)
176    trisk_deg(:)=trisk_deg_(:)
177    trisk(:,:)=trisk_(:,:)
178    PRINT *, MAXVAL(primal_edge), edge_num
179    PRINT *, MAXVAL(dual_edge), edge_num
180    PRINT *, MAXVAL(dual_vertex), dual_num
181    PRINT *, MAXVAL(trisk), edge_num
182    PRINT *, MAX(MAXVAL(left),MAXVAL(right)), primal_num
183    PRINT *, MAX(MAXVAL(up),MAXVAL(down)), dual_num
184    PRINT *, SHAPE(trisk), edge_num
185    PRINT *,' ... Done.'
186  END SUBROUTINE init_mesh
187
188  ! Input arrays to init_metric and init_hybrid are declared DBL
189  ! => always float64 on the Python side
190  ! They are copied to Fortran arrays of type NUM (float or double)
191
192  SUBROUTINE init_metric(Ai_, Av_, fv_, le_de_, Riv2_, wee_) BINDC(init_metric)
193    DBL :: Ai_(primal_num), Av_(dual_num), fv_(dual_num), le_de_(edge_num), &
194         Riv2_(max_dual_deg,dual_num), wee_(max_trisk_deg,edge_num)
195    PRINT *, 'init_metric ...'
196    ALLOC1(Ai,primal_num)
197    ALLOC1(Av,dual_num)
198    ALLOC1(fv,dual_num)
199    ALLOC1(le_de,edge_num)
200    ALLOC2(Riv2, max_dual_deg, dual_num)
201    ALLOC2(wee, max_trisk_deg, edge_num)
202    Ai(:) = Ai_(:)
203    Av(:) = Av_(:)
204    fv(:) = fv_(:)
205    le_de(:) = le_de_(:)
206    Riv2(:,:)=Riv2_(:,:)
207    wee(:,:) = wee_(:,:)
208    PRINT *, 'Max Ai : ',    MAXVAL(ABS(Ai))
209    PRINT *, 'Max Av : ',    MAXVAL(ABS(Av))
210    PRINT *, 'Max fv : ',    MAXVAL(ABS(fv))
211    PRINT *, 'Max le_de : ', MAXVAL(ABS(le_de))
212    PRINT *, 'Max Riv2 : ',  MAXVAL(ABS(Riv2))
213    PRINT *, 'Max wee : ',   MAXVAL(ABS(wee))
214    PRINT *, MINVAL(right),  MAXVAL(right)
215    PRINT *, MINVAL(right),  MAXVAL(left)
216    PRINT *,' ... Done.'
217    IF(nb_threads==0) nb_threads=OMP_GET_MAX_THREADS()
218    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs, nb_threads', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS(), nb_threads
219  END SUBROUTINE init_metric
220  !
221  SUBROUTINE show_openmp() BINDC(show_openmp)
222    PRINT *,'OpenMP : max_threads, num_procs', OMP_GET_MAX_THREADS(), OMP_GET_NUM_PROCS()
223  END SUBROUTINE show_openmp
224  !
225  SUBROUTINE init_params() BINDC(init_params)
226    PRINT *, 'Setting physical parameters ...'
227    IF(hydrostatic) THEN
228       PRINT *, 'Hydrostatic dynamics (HPE)'
229    ELSE
230       PRINT *, 'Non-hydrostatic dynamics (Euler)'
231    END IF
232    kappa = Rd/cpp
233    PRINT *, 'g = ',g
234    PRINT *, 'preff = ',preff
235    PRINT *, 'Treff = ',Treff
236    PRINT *, 'Rd = ',Rd
237    PRINT *, 'cpp = ',cpp
238    PRINT *, 'kappa = ',kappa
239    PRINT *, '... Done'
240    CALL init_trace
241  END SUBROUTINE init_params
242  !
243  SUBROUTINE init_hybrid(bl,dak,dbk) BINDC(init_hybrid)
244    DBL :: bl(llm+1, primal_num), &
245         dak(llm, primal_num), dbk(llm, primal_num)
246    PRINT *, 'Setting hybrid coefficients ...'
247    ALLOC2(mass_bl, llm+1, primal_num)
248    ALLOC2(mass_dak, llm, primal_num)
249    ALLOC2(mass_dbk, llm, primal_num)
250    mass_bl(:,:)  = bl(:,:)
251    mass_dak(:,:) = dak(:,:)
252    mass_dbk(:,:) = dbk(:,:)
253    PRINT *, '... Done, llm = ', llm
254  END SUBROUTINE Init_hybrid
255
256END MODULE data_unstructured_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.