source: XIOS/dev/XIOS_DEV_CMIP6/src/node/grid.hpp @ 1236

Last change on this file since 1236 was 1236, checked in by mhnguyen, 7 years ago

Making some changes to allow pools with different number of server

+) Associate context client to each grid distribution (This should be changed in the future)
+) Correct some buffer size estimation
+) Clean some redundant code and add comments

  • Property copyright set to
    Software name : XIOS (Xml I/O Server)
    http://forge.ipsl.jussieu.fr/ioserver
    Creation date : January 2009
    Licence : CeCCIL version2
    see license file in root directory : Licence_CeCILL_V2-en.txt
    or http://www.cecill.info/licences/Licence_CeCILL_V2-en.html
    Holder : CEA/LSCE (Laboratoire des Sciences du CLimat et de l'Environnement)
    CNRS/IPSL (Institut Pierre Simon Laplace)
    Project Manager : Yann Meurdesoif
    yann.meurdesoif@cea.fr
  • Property svn:executable set to *
File size: 18.6 KB
Line 
1#ifndef __XIOS_CGrid__
2#define __XIOS_CGrid__
3
4/// XIOS headers ///
5#include "xios_spl.hpp"
6#include "group_factory.hpp"
7
8#include "declare_group.hpp"
9#include "domain.hpp"
10#include "axis.hpp"
11#include "scalar.hpp"
12#include "array_new.hpp"
13#include "attribute_array.hpp"
14#include "distribution_server.hpp"
15#include "client_server_mapping.hpp"
16#include "utils.hpp"
17#include "transformation_enum.hpp"
18
19namespace xios {
20
21   /// ////////////////////// Déclarations ////////////////////// ///
22
23   class CGridGroup;
24   class CGridAttributes;
25   class CDomainGroup;
26   class CAxisGroup;
27   class CScalarGroup;
28   class CGrid;
29   class CDistributionClient;
30   class CDistributionServer;
31   class CServerDistributionDescription;
32   class CClientServerMapping;
33   class CGridTransformation;
34
35   ///--------------------------------------------------------------
36
37   // Declare/Define CGridAttribute
38   BEGIN_DECLARE_ATTRIBUTE_MAP(CGrid)
39#  include "grid_attribute.conf"
40   END_DECLARE_ATTRIBUTE_MAP(CGrid)
41
42   ///--------------------------------------------------------------
43
44   class CGrid
45      : public CObjectTemplate<CGrid>
46      , public CGridAttributes
47   {
48         /// typedef ///
49         typedef CObjectTemplate<CGrid>   SuperClass;
50         typedef CGridAttributes SuperClassAttribute;
51
52      public:
53
54         typedef CGridAttributes RelAttributes;
55         typedef CGridGroup      RelGroup;
56
57         enum EEventId
58         {
59           EVENT_ID_INDEX, EVENT_ID_ADD_DOMAIN, EVENT_ID_ADD_AXIS, EVENT_ID_ADD_SCALAR
60         };
61
62         /// Constructeurs ///
63         CGrid(void);
64         explicit CGrid(const StdString& id);
65         CGrid(const CGrid& grid);       // Not implemented yet.
66         CGrid(const CGrid* const grid); // Not implemented yet.
67
68         /// Traitements ///
69//         void solveReference(void);
70
71         void checkEligibilityForCompressedOutput();
72
73         void solveDomainAxisRef(bool areAttributesChecked);
74
75         void checkMaskIndex(bool doCalculateIndex);
76
77 //        virtual void toBinary  (StdOStream& os) const;
78//         virtual void fromBinary(StdIStream& is);
79
80         void addRelFileCompressed(const StdString& filename);
81
82         /// Tests ///
83         bool isCompressible(void) const;
84         bool isWrittenCompressed(const StdString& filename) const;
85
86      public:
87
88         /// Accesseurs ///
89         StdSize getDimension(void);
90
91         StdSize  getDataSize(void) const;
92
93         /// Entrées-sorties de champs
94         template <int n>
95         void inputField(const CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const;
96         template <int n>
97         void outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const;     
98
99         virtual void parse(xml::CXMLNode& node);
100
101         /// Destructeur ///
102         virtual ~CGrid(void);
103
104      public:
105
106         /// Accesseurs statiques ///
107         static StdString GetName(void);
108         static StdString GetDefName(void);
109
110         static ENodeType GetType(void);
111
112         /// Instanciateurs Statiques ///
113         static CGrid* createGrid(CDomain* domain);
114         static CGrid* createGrid(CDomain* domain, CAxis* axis);
115         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
116                                  const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
117         static CGrid* createGrid(StdString id, const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
118                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
119         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
120                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
121         static StdString generateId(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
122                                     const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
123         static StdString generateId(const CGrid* gridSrc, const CGrid* gridDest);
124         static CGrid* cloneGrid(const StdString& idNewGrid, CGrid* gridSrc);
125
126      public:           
127         void computeIndexServer(void);
128         void computeIndex(void);
129         void computeIndexScalarGrid();
130         void computeWrittenIndex();
131
132         void solveDomainRef(bool checkAtt);
133         void solveAxisRef(bool checkAtt);
134         void solveScalarRef(bool checkAtt);
135         void solveDomainAxisRefInheritance(bool apply = true);
136         void solveTransformations();
137         void solveDomainAxisBaseRef();
138
139         CDomain* addDomain(const std::string& id=StdString());
140         CAxis* addAxis(const std::string& id=StdString());
141         CScalar* addScalar(const std::string& id=StdString());
142         void sendAddDomain(const std::string& id="");
143         void sendAddAxis(const std::string& id="");
144         void sendAddScalar(const std::string& id="");
145         void sendAllDomains();
146         void sendAllAxis();
147         void sendAllScalars();
148
149         static void recvAddDomain(CEventServer& event);
150         void recvAddDomain(CBufferIn& buffer);
151         static void recvAddAxis(CEventServer& event);
152         void recvAddAxis(CBufferIn& buffer);
153         static void recvAddScalar(CEventServer& event);
154         void recvAddScalar(CBufferIn& buffer);
155
156         static bool dispatchEvent(CEventServer& event);
157         static void recvIndex(CEventServer& event);
158         void recvIndex(vector<int> ranks, vector<CBufferIn*> buffers);
159         void sendIndex(void);
160         void sendIndexScalarGrid();
161
162         void computeDomConServer();
163         std::map<int, int> getDomConServerSide();
164         std::map<int, StdSize> getAttributesBufferSize(CContextClient* client);
165         std::map<int, StdSize> getDataBufferSize(CContextClient* client, const std::string& id = "");
166         std::vector<StdString> getDomainList();
167         std::vector<StdString> getAxisList();
168         std::vector<StdString> getScalarList();
169         std::vector<CDomain*> getDomains();
170         std::vector<CAxis*> getAxis();
171         std::vector<CScalar*> getScalars();
172         CDomain* getDomain(int domainIndex);
173         CAxis* getAxis(int axisIndex);
174         CScalar* getScalar(int scalarIndex);
175         std::vector<int> getAxisOrder();
176         std::vector<int> getGlobalDimension();
177         bool isScalarGrid() const;         
178
179         bool doGridHaveDataToWrite();
180         bool doGridHaveDataDistributed(CContextClient* client = 0);
181         size_t getWrittenDataSize() const;
182         int getNumberWrittenIndexes() const;
183         int getTotalNumberWrittenIndexes() const;
184         int getOffsetWrittenIndexes() const;
185
186         CDistributionServer* getDistributionServer();
187         CDistributionClient* getDistributionClient();
188         CGridTransformation* getTransformations();
189
190         void transformGrid(CGrid* transformGridSrc);
191         void completeGrid(CGrid* transformGridSrc = 0);
192         void doAutoDistribution(CGrid* transformGridSrc);
193         bool isTransformed();
194         void setTransformed();
195         bool isGenerated();
196         void setGenerated();
197         void addTransGridSource(CGrid* gridSrc);
198         std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> >& getTransGridSource();
199         bool hasTransform();
200         size_t getGlobalWrittenSize(void) ;
201
202      public:
203         CArray<int, 1> storeIndex_client;
204
205         std::map<CContextClient*, map<int, CArray<int, 1> > > storeIndex_toSrv; // Same grid but can be sent to several pools
206         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_fromSrv; // Support, for now, reading with level-1 server
207         std::map<CContextClient*, std::map<int,int> > nbSenders, nbReadSenders;
208
209         map<int, CArray<size_t, 1> > outIndexFromClient, compressedOutIndexFromClient, outGlobalIndexFromClient;
210
211         // A client receives global index from other clients (via recvIndex)
212         // then does mapping these index into local index of STORE_CLIENTINDEX
213         // In this way, store_clientIndex can be used as an input of a source filter
214         // Maybe we need a flag to determine whether a client wants to write. TODO
215         map<int, CArray<size_t, 1> > outLocalIndexStoreOnClient; 
216
217         // If a client wants to write out data, it'll use this index.
218         // A client receives global index of data from other clients (via recvIndex),
219         // then does remapping these index into local index to WRITE into a file
220         CArray<size_t,1> localIndexToWriteOnClient, localIndexToWriteOnServer;
221
222         CArray<size_t,1> indexFromClients;
223         void checkMask(void);
224         void createMask(void);
225         void modifyMask(const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify = false);
226         void modifyMaskSize(const std::vector<int>& newDimensionSize, bool newValue = false);
227
228         void computeGridGlobalDimension(const std::vector<CDomain*>& domains,
229                                         const std::vector<CAxis*>& axis,
230                                         const std::vector<CScalar*>& scalars,
231                                         const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
232
233      private:
234       template<int N>
235       void checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
236                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
237                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
238                          const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
239                          bool createMask = false);
240        template<int N>
241        void modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify);
242
243        template<int N>
244        void modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask, const std::vector<int>& eachDimSize, bool newValue);
245
246        void storeField_arr(const double* const data, CArray<double, 1>& stored) const;
247        void restoreField_arr(const CArray<double, 1>& stored, double* const data) const;
248
249        void setVirtualDomainGroup(CDomainGroup* newVDomainGroup);
250        void setVirtualAxisGroup(CAxisGroup* newVAxisGroup);
251        void setVirtualScalarGroup(CScalarGroup* newVScalarGroup);
252
253        void setDomainList(const std::vector<CDomain*> domains = std::vector<CDomain*>());
254        void setAxisList(const std::vector<CAxis*> axis = std::vector<CAxis*>());
255        void setScalarList(const std::vector<CScalar*> scalars = std::vector<CScalar*>());
256
257        CDomainGroup* getVirtualDomainGroup() const;
258        CAxisGroup* getVirtualAxisGroup() const;
259        CScalarGroup* getVirtualScalarGroup() const;
260
261        void checkAttributesAfterTransformation();
262        void setTransformationAlgorithms();
263        void computeIndexByElement(const std::vector<boost::unordered_map<size_t,std::vector<int> > >& indexServerOnElement,
264                                   CClientServerMapping::GlobalIndexMap& globalIndexOnServer);
265        int computeGridGlobalDimension(std::vector<int>& globalDim,
266                                       const std::vector<CDomain*> domains,
267                                       const std::vector<CAxis*> axis,
268                                       const std::vector<CScalar*> scalars,
269                                       const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
270        int getDistributedDimension();
271
272        void computeClientIndex();
273        void computeConnectedClients();
274        void computeClientIndexScalarGrid(); 
275        void computeConnectedClientsScalarGrid(); 
276
277      private:
278         bool isChecked;
279         bool isDomainAxisChecked;
280         bool isIndexSent;
281
282        CDomainGroup* vDomainGroup_;
283        CAxisGroup* vAxisGroup_;
284        CScalarGroup* vScalarGroup_;
285        std::vector<std::string> axisList_, domList_, scalarList_;
286        bool isAxisListSet, isDomListSet, isScalarListSet;
287
288        CDistributionClient* clientDistribution_;
289        CDistributionServer* serverDistribution_;
290        CClientServerMapping* clientServerMap_;
291        size_t writtenDataSize_;
292        int numberWrittenIndexes_, totalNumberWrittenIndexes_, offsetWrittenIndexes_;
293        std::map<CContextClient*, std::map<int,size_t> > connectedDataSize_;
294        std::map<CContextClient*, std::vector<int> > connectedServerRank_;
295        bool isDataDistributed_;       
296         //! True if and only if the data defined on the grid can be outputted in a compressed way
297        bool isCompressible_;
298        std::set<std::string> relFilesCompressed;
299
300        bool isTransformed_, isGenerated_;
301        bool computedWrittenIndex_;
302        std::vector<int> axisPositionInGrid_;
303        CGridTransformation* transformations_;
304        bool hasDomainAxisBaseRef_;       
305        std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> > gridSrc_;
306        bool hasTransform_;
307        std::map<CContextClient*, CClientServerMapping::GlobalIndexMap> globalIndexOnServer_;
308            // List order of axis and domain in a grid, if there is a domain, it will take value 1 (true), axis 0 (false)
309        std::vector<int> order_;
310   }; // class CGrid
311
312   ///--------------------------------------------------------------
313
314   template <int n>
315   void CGrid::inputField(const CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const
316   {
317      if (this->getDataSize() != field.numElements())
318         ERROR("void CGrid::inputField(const  CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const",
319                << "[ Awaiting data of size = " << this->getDataSize() << ", "
320                << "Received data size = "      << field.numElements() << " ] "
321                << "The data array does not have the right size! "
322                << "Grid = " << this->GetName())
323      this->storeField_arr(field.dataFirst(), stored);
324   }
325
326   template <int n>
327   void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const
328   {
329      if (this->getDataSize() != field.numElements())
330         ERROR("void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const",
331                << "[ Size of the data = " << this->getDataSize() << ", "
332                << "Output data size = "   << field.numElements() << " ] "
333                << "The ouput array does not have the right size! "
334                << "Grid = " << this->GetName())
335      this->restoreField_arr(stored, field.dataFirst());
336   }
337
338   template<int N>
339   void CGrid::checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
340                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
341                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
342                             const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
343                             bool createMask)
344   {
345     int idx = 0;
346     int numElement = axisDomainOrder.numElements();
347     int dim = domainMasks.size() * 2 + axisMasks.size();
348     std::vector<CDomain*> domainP = this->getDomains();
349
350     std::vector<int> idxLoop(dim,0), indexMap(numElement), eachDimSize(dim);
351     std::vector<int> currentIndex(dim);
352     int idxDomain = 0, idxAxis = 0;
353    for (int i = 0; i < numElement; ++i)
354    {
355      indexMap[i] = idx;
356      if (2 == axisDomainOrder(i)) {
357          eachDimSize[indexMap[i]]   = domainP[idxDomain]->ni;
358          eachDimSize[indexMap[i]+1] = domainP[idxDomain]->nj;
359          idx += 2; ++idxDomain;
360      }
361      else if (1 == axisDomainOrder(i)) {
362        eachDimSize[indexMap[i]] = axisMasks[idxAxis]->numElements();
363        ++idx; ++idxAxis;
364      }
365      else {};
366    }
367
368    if (!gridMask.isEmpty() && !createMask)
369    {
370      for (int i = 0; i < dim; ++i)
371      {
372        if (gridMask.extent(i) != eachDimSize[i])
373          ERROR("CGrid::checkMask(void)",
374                << "The mask has one dimension whose size is different from the one of the local grid." << std::endl
375                << "Local size of dimension " << i << " is " << eachDimSize[i] << "." << std::endl
376                << "Mask size for dimension " << i << " is " << gridMask.extent(i) << "." << std::endl
377                << "Grid = " << this->GetName())
378      }
379    }
380    else {
381        CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
382        gridMask = true;
383    }
384
385    int ssize = gridMask.numElements();
386    idx = 0;
387    while (idx < ssize)
388    {
389      for (int i = 0; i < dim-1; ++i)
390      {
391        if (idxLoop[i] == eachDimSize[i])
392        {
393          idxLoop[i] = 0;
394          ++idxLoop[i+1];
395        }
396      }
397
398      // Find out outer index
399      idxDomain = idxAxis = 0;
400      bool maskValue = true;
401      for (int i = 0; i < numElement; ++i)
402      {
403        if (2 == axisDomainOrder(i))
404        {
405          maskValue = maskValue && (*domainMasks[idxDomain])(idxLoop[indexMap[i]] + idxLoop[indexMap[i]+1] * eachDimSize[indexMap[i]]);
406          ++idxDomain;
407        }
408        else if (1 == axisDomainOrder(i))
409        {
410          maskValue = maskValue && (*axisMasks[idxAxis])(idxLoop[indexMap[i]]);
411          ++idxAxis;
412        }
413      }
414
415      int maskIndex = idxLoop[0];
416      int mulDim = 1;
417      for (int k = 1; k < dim; ++k)
418      {
419        mulDim *= eachDimSize[k-1];
420        maskIndex += idxLoop[k]*mulDim;
421      }
422      *(gridMask.dataFirst()+maskIndex) &= maskValue;
423
424      ++idxLoop[0];
425      ++idx;
426    }
427
428   }
429
430   template<int N>
431   void CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
432                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
433                                  bool newValue)
434   {
435      if (N != eachDimSize.size())
436      {
437        // ERROR("CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
438        //                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
439        //                                  bool newValue)",
440        //       << "Dimension size of the mask is different from input dimension size." << std::endl
441        //       << "Mask dimension is " << N << "." << std::endl
442        //       << "Input dimension is " << eachDimSize.size() << "." << std::endl
443        //       << "Grid = " << this->GetName())
444      }
445      CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
446      gridMask = newValue;
447   }
448                                 
449
450   /*!
451     Modify the current mask of grid, the local index to be modified will take value false
452     \param [in/out] gridMask current mask of grid
453     \param [in] indexToModify local index to modify
454   */
455   template<int N>
456   void CGrid::modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify)
457   {     
458     int num = indexToModify.numElements();
459     for (int idx = 0; idx < num; ++idx)
460     {
461       *(gridMask.dataFirst()+indexToModify(idx)) = valueToModify;
462     }
463   }
464   ///--------------------------------------------------------------
465
466   // Declare/Define CGridGroup and CGridDefinition
467   DECLARE_GROUP(CGrid);
468
469   ///--------------------------------------------------------------
470
471} // namespace xios
472
473#endif // __XIOS_CGrid__
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.