source: XIOS/dev/XIOS_DEV_CMIP6/src/node/grid.hpp @ 1250

Last change on this file since 1250 was 1250, checked in by mhnguyen, 7 years ago

Fixing bug on mask grid

+) Add mask_0d for scalar grid
+) Transmit grid's attributes (mask) from client and reconstruct them correctly on server
+) Rebuild data in the input of data flow on the server side

Test
+) On Curie
+) Simple test

  • 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: 20.0 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         template <int n>
99         void uncompressField(const CArray<double,n>& data, CArray<double,1>& outData) const; 
100
101         virtual void parse(xml::CXMLNode& node);
102
103         /// Destructeur ///
104         virtual ~CGrid(void);
105
106      public:
107
108         /// Accesseurs statiques ///
109         static StdString GetName(void);
110         static StdString GetDefName(void);
111
112         static ENodeType GetType(void);
113
114         /// Instanciateurs Statiques ///
115         static CGrid* createGrid(CDomain* domain);
116         static CGrid* createGrid(CDomain* domain, CAxis* axis);
117         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
118                                  const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
119         static CGrid* createGrid(StdString id, const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
120                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
121         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
122                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
123         static StdString generateId(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
124                                     const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
125         static StdString generateId(const CGrid* gridSrc, const CGrid* gridDest);
126         static CGrid* cloneGrid(const StdString& idNewGrid, CGrid* gridSrc);
127
128      public:           
129         void computeIndexServer(void);
130         void computeIndex(void);
131         void computeIndexScalarGrid();
132         void computeWrittenIndex();
133
134         void solveDomainRef(bool checkAtt);
135         void solveAxisRef(bool checkAtt);
136         void solveScalarRef(bool checkAtt);
137         void solveDomainAxisRefInheritance(bool apply = true);
138         void solveTransformations();
139         void solveDomainAxisBaseRef();
140
141         CDomain* addDomain(const std::string& id=StdString());
142         CAxis* addAxis(const std::string& id=StdString());
143         CScalar* addScalar(const std::string& id=StdString());
144         void sendAddDomain(const std::string& id="");
145         void sendAddAxis(const std::string& id="");
146         void sendAddScalar(const std::string& id="");
147         void sendAllDomains();
148         void sendAllAxis();
149         void sendAllScalars();
150
151         static void recvAddDomain(CEventServer& event);
152         void recvAddDomain(CBufferIn& buffer);
153         static void recvAddAxis(CEventServer& event);
154         void recvAddAxis(CBufferIn& buffer);
155         static void recvAddScalar(CEventServer& event);
156         void recvAddScalar(CBufferIn& buffer);
157
158         static bool dispatchEvent(CEventServer& event);
159         static void recvIndex(CEventServer& event);
160         void recvIndex(vector<int> ranks, vector<CBufferIn*> buffers);
161         void sendIndex(void);
162         void sendIndexScalarGrid();
163
164         void computeDomConServer();
165         std::map<int, int> getDomConServerSide();
166         std::map<int, StdSize> getAttributesBufferSize(CContextClient* client);
167         std::map<int, StdSize> getDataBufferSize(CContextClient* client, const std::string& id = "");
168         std::vector<StdString> getDomainList();
169         std::vector<StdString> getAxisList();
170         std::vector<StdString> getScalarList();
171         std::vector<CDomain*> getDomains();
172         std::vector<CAxis*> getAxis();
173         std::vector<CScalar*> getScalars();
174         CDomain* getDomain(int domainIndex);
175         CAxis* getAxis(int axisIndex);
176         CScalar* getScalar(int scalarIndex);
177         std::vector<int> getAxisOrder();
178         std::vector<int> getGlobalDimension();
179         bool isScalarGrid() const;         
180
181         bool doGridHaveDataToWrite();
182         bool doGridHaveDataDistributed(CContextClient* client = 0);
183         size_t getWrittenDataSize() const;
184         int getNumberWrittenIndexes() const;
185         int getTotalNumberWrittenIndexes() const;
186         int getOffsetWrittenIndexes() const;
187
188         CDistributionServer* getDistributionServer();
189         CDistributionClient* getDistributionClient();
190         CGridTransformation* getTransformations();
191
192         void transformGrid(CGrid* transformGridSrc);
193         void completeGrid(CGrid* transformGridSrc = 0);
194         void doAutoDistribution(CGrid* transformGridSrc);
195         bool isTransformed();
196         void setTransformed();
197         bool isGenerated();
198         void setGenerated();
199         void addTransGridSource(CGrid* gridSrc);
200         std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> >& getTransGridSource();
201         bool hasTransform();
202         size_t getGlobalWrittenSize(void) ;
203
204      public:
205         CArray<int, 1> storeIndex_client;
206
207/** Map containing indexes that will be sent in sendIndex(). In future: change the key to pair<distrType, serverSize> (?) */
208         std::map<CContextClient*, map<int, CArray<int, 1> > > storeIndex_toSrv;
209
210         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_fromSrv; // Support, for now, reading with level-1 server
211
212
213         std::map<CContextClient*, std::map<int,int> > nbSenders, nbReadSenders;
214
215         map<int, CArray<size_t, 1> > outIndexFromClient, compressedOutIndexFromClient, outGlobalIndexFromClient;
216
217         // A client receives global index from other clients (via recvIndex)
218         // then does mapping these index into local index of STORE_CLIENTINDEX
219         // In this way, store_clientIndex can be used as an input of a source filter
220         // Maybe we need a flag to determine whether a client wants to write. TODO
221         map<int, CArray<size_t, 1> > outLocalIndexStoreOnClient; 
222
223/** Indexes calculated based on server distribution (serverDistribution_). They are used for writing data into a file. */
224         CArray<size_t,1> localIndexToWriteOnServer;
225
226/** Indexes calculated based on client distribution (clientDistribution_). They are not used at all.
227    They should be the same as localIndexToWriteOnServer and potentially can be used as an additional check.*/
228         CArray<size_t,1> localIndexToWriteOnClient;
229
230         CArray<size_t,1> indexFromClients;
231         void checkMask(void);
232         void createMask(void);
233         void modifyMask(const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify = false);
234         void modifyMaskSize(const std::vector<int>& newDimensionSize, bool newValue = false);
235
236         void computeGridGlobalDimension(const std::vector<CDomain*>& domains,
237                                         const std::vector<CAxis*>& axis,
238                                         const std::vector<CScalar*>& scalars,
239                                         const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
240
241      private:
242       template<int N>
243       void checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
244                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
245                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
246                          const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
247                          bool createMask = false);
248        template<int N>
249        void modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify);
250
251        template<int N>
252        void modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask, const std::vector<int>& eachDimSize, bool newValue);
253
254        void storeField_arr(const double* const data, CArray<double, 1>& stored) const;
255        void restoreField_arr(const CArray<double, 1>& stored, double* const data) const;
256        void uncompressField_arr(const double* const data, CArray<double, 1>& outData) const;
257
258        void setVirtualDomainGroup(CDomainGroup* newVDomainGroup);
259        void setVirtualAxisGroup(CAxisGroup* newVAxisGroup);
260        void setVirtualScalarGroup(CScalarGroup* newVScalarGroup);
261
262        void setDomainList(const std::vector<CDomain*> domains = std::vector<CDomain*>());
263        void setAxisList(const std::vector<CAxis*> axis = std::vector<CAxis*>());
264        void setScalarList(const std::vector<CScalar*> scalars = std::vector<CScalar*>());
265
266        CDomainGroup* getVirtualDomainGroup() const;
267        CAxisGroup* getVirtualAxisGroup() const;
268        CScalarGroup* getVirtualScalarGroup() const;
269
270        void checkAttributesAfterTransformation();
271        void setTransformationAlgorithms();
272        void computeIndexByElement(const std::vector<boost::unordered_map<size_t,std::vector<int> > >& indexServerOnElement,
273                                   CClientServerMapping::GlobalIndexMap& globalIndexOnServer);
274        int computeGridGlobalDimension(std::vector<int>& globalDim,
275                                       const std::vector<CDomain*> domains,
276                                       const std::vector<CAxis*> axis,
277                                       const std::vector<CScalar*> scalars,
278                                       const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
279        int getDistributedDimension();
280
281        void computeClientIndex();
282        void computeConnectedClients();
283        void computeClientIndexScalarGrid(); 
284        void computeConnectedClientsScalarGrid(); 
285
286      private:
287         bool isChecked;
288         bool isDomainAxisChecked;
289         bool isIndexSent;
290
291        CDomainGroup* vDomainGroup_;
292        CAxisGroup* vAxisGroup_;
293        CScalarGroup* vScalarGroup_;
294        std::vector<std::string> axisList_, domList_, scalarList_;
295        bool isAxisListSet, isDomListSet, isScalarListSet;
296
297/** Distribution calculated in computeClientIndex() based on the knowledge of the entire grid */
298        CDistributionClient* clientDistribution_;
299
300/** Distribution calculated upon receiving indexes */
301        CDistributionServer* serverDistribution_;
302
303        CClientServerMapping* clientServerMap_;
304        size_t writtenDataSize_;
305        int numberWrittenIndexes_, totalNumberWrittenIndexes_, offsetWrittenIndexes_;
306
307/** Map storing ranks of connected servers. In future: change the key to the server size (?) */
308        std::map<CContextClient*, std::vector<int> > connectedServerRank_;
309
310/** Map storing data size that will be sent to connected servers. In future: change the key to the server size (?) */
311        std::map<CContextClient*, std::map<int,size_t> > connectedDataSize_;
312
313        bool isDataDistributed_;       
314         //! True if and only if the data defined on the grid can be outputted in a compressed way
315        bool isCompressible_;
316        std::set<std::string> relFilesCompressed;
317
318        bool isTransformed_, isGenerated_;
319        bool computedWrittenIndex_;
320        std::vector<int> axisPositionInGrid_;
321        CGridTransformation* transformations_;
322        bool hasDomainAxisBaseRef_;       
323        std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> > gridSrc_;
324        bool hasTransform_;
325
326/** Map storing data size that will be sent to connected servers. In future: change the key to the server size (?) */
327        std::map<CContextClient*, CClientServerMapping::GlobalIndexMap> globalIndexOnServer_;
328
329/** List order of axis and domain in a grid, if there is a domain, it will take value 1 (true), axis 0 (false) */
330        std::vector<int> order_;
331
332   }; // class CGrid
333
334   ///--------------------------------------------------------------
335
336   template <int n>
337   void CGrid::inputField(const CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const
338   {
339      if (this->getDataSize() != field.numElements())
340         ERROR("void CGrid::inputField(const  CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const",
341                << "[ Awaiting data of size = " << this->getDataSize() << ", "
342                << "Received data size = "      << field.numElements() << " ] "
343                << "The data array does not have the right size! "
344                << "Grid = " << this->GetName())
345      this->storeField_arr(field.dataFirst(), stored);
346   }
347
348   template <int n>
349   void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const
350   {
351      if (this->getDataSize() != field.numElements())
352         ERROR("void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const",
353                << "[ Size of the data = " << this->getDataSize() << ", "
354                << "Output data size = "   << field.numElements() << " ] "
355                << "The ouput array does not have the right size! "
356                << "Grid = " << this->GetName())
357      this->restoreField_arr(stored, field.dataFirst());
358   }
359
360   /*!
361     This function removes the effect of mask on received data on the server.
362     This function only serve for the checking purpose. TODO: Something must be done to seperate mask and data_index from each other in received data
363     \data data received data with masking effect on the server
364     \outData data without masking effect
365   */
366   template <int N>
367   void CGrid::uncompressField(const CArray<double,N>& data, CArray<double,1>& outData) const
368   {     
369     uncompressField_arr(data.dataFirst(), outData);
370   }
371
372   template<int N>
373   void CGrid::checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
374                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
375                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
376                             const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
377                             bool createMask)
378   {
379     int idx = 0;
380     int numElement = axisDomainOrder.numElements();
381     int dim = domainMasks.size() * 2 + axisMasks.size();
382     std::vector<CDomain*> domainP = this->getDomains();
383
384     std::vector<int> idxLoop(dim,0), indexMap(numElement), eachDimSize(dim);
385     std::vector<int> currentIndex(dim);
386     int idxDomain = 0, idxAxis = 0;
387    for (int i = 0; i < numElement; ++i)
388    {
389      indexMap[i] = idx;
390      if (2 == axisDomainOrder(i)) {
391          eachDimSize[indexMap[i]]   = domainP[idxDomain]->ni;
392          eachDimSize[indexMap[i]+1] = domainP[idxDomain]->nj;
393          idx += 2; ++idxDomain;
394      }
395      else if (1 == axisDomainOrder(i)) {
396        eachDimSize[indexMap[i]] = axisMasks[idxAxis]->numElements();
397        ++idx; ++idxAxis;
398      }
399      else {};
400    }
401
402    if (!gridMask.isEmpty() && !createMask)
403    {
404      for (int i = 0; i < dim; ++i)
405      {
406        if (gridMask.extent(i) != eachDimSize[i])
407          ERROR("CGrid::checkMask(void)",
408                << "The mask has one dimension whose size is different from the one of the local grid." << std::endl
409                << "Local size of dimension " << i << " is " << eachDimSize[i] << "." << std::endl
410                << "Mask size for dimension " << i << " is " << gridMask.extent(i) << "." << std::endl
411                << "Grid = " << this->GetName())
412      }
413    }
414    else {
415        CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
416        gridMask = true;
417    }
418
419    int ssize = gridMask.numElements();
420    idx = 0;
421    while (idx < ssize)
422    {
423      for (int i = 0; i < dim-1; ++i)
424      {
425        if (idxLoop[i] == eachDimSize[i])
426        {
427          idxLoop[i] = 0;
428          ++idxLoop[i+1];
429        }
430      }
431
432      // Find out outer index
433      idxDomain = idxAxis = 0;
434      bool maskValue = true;
435      for (int i = 0; i < numElement; ++i)
436      {
437        if (2 == axisDomainOrder(i))
438        {
439          maskValue = maskValue && (*domainMasks[idxDomain])(idxLoop[indexMap[i]] + idxLoop[indexMap[i]+1] * eachDimSize[indexMap[i]]);
440          ++idxDomain;
441        }
442        else if (1 == axisDomainOrder(i))
443        {
444          maskValue = maskValue && (*axisMasks[idxAxis])(idxLoop[indexMap[i]]);
445          ++idxAxis;
446        }
447      }
448
449      int maskIndex = idxLoop[0];
450      int mulDim = 1;
451      for (int k = 1; k < dim; ++k)
452      {
453        mulDim *= eachDimSize[k-1];
454        maskIndex += idxLoop[k]*mulDim;
455      }
456      *(gridMask.dataFirst()+maskIndex) &= maskValue;
457
458      ++idxLoop[0];
459      ++idx;
460    }
461
462   }
463
464   template<int N>
465   void CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
466                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
467                                  bool newValue)
468   {
469      if (N != eachDimSize.size())
470      {
471        // ERROR("CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
472        //                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
473        //                                  bool newValue)",
474        //       << "Dimension size of the mask is different from input dimension size." << std::endl
475        //       << "Mask dimension is " << N << "." << std::endl
476        //       << "Input dimension is " << eachDimSize.size() << "." << std::endl
477        //       << "Grid = " << this->GetName())
478      }
479      CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
480      gridMask = newValue;
481   }
482                                 
483
484   /*!
485     Modify the current mask of grid, the local index to be modified will take value false
486     \param [in/out] gridMask current mask of grid
487     \param [in] indexToModify local index to modify
488   */
489   template<int N>
490   void CGrid::modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify)
491   {     
492     int num = indexToModify.numElements();
493     for (int idx = 0; idx < num; ++idx)
494     {
495       *(gridMask.dataFirst()+indexToModify(idx)) = valueToModify;
496     }
497   }
498   ///--------------------------------------------------------------
499
500   // Declare/Define CGridGroup and CGridDefinition
501   DECLARE_GROUP(CGrid);
502
503   ///--------------------------------------------------------------
504
505} // namespace xios
506
507#endif // __XIOS_CGrid__
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.