source: XIOS/dev/dev_olga/src/node/grid.hpp @ 1130

Last change on this file since 1130 was 1129, checked in by mhnguyen, 7 years ago

Updating two-level server.
Each client now can play the role of server: It can forward data to other clients or write data like a server.
Each client must combine all data received from other client(s) before forward them or write them on files

+) Correct some bugs of exchange data_index in domain and axis
+) Reorder some functions in context.cpp to make sure that all necessary attributes are available before computing index
+) Add the mapping index for client to write data.

Test
+) On Curie
+) test_client and test_complete
+) Mode:

  • Only one level: Correct
  • Two levels: Work if using ddt (bug)

+) Only zoom is tested but other transformations should work
+) No reading 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: 18.3 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) const;
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         void outputField(int rank, const CArray<double,1>& stored, double* field);
100         void inputField(int rank, const double* const field, CArray<double,1>& stored);
101
102         void outputCompressedField(int rank, const CArray<double,1>& stored, double* field);
103
104         virtual void parse(xml::CXMLNode& node);
105
106         /// Destructeur ///
107         virtual ~CGrid(void);
108
109      public:
110
111         /// Accesseurs statiques ///
112         static StdString GetName(void);
113         static StdString GetDefName(void);
114
115         static ENodeType GetType(void);
116
117         /// Instanciateurs Statiques ///
118         static CGrid* createGrid(CDomain* domain);
119         static CGrid* createGrid(CDomain* domain, CAxis* axis);
120         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
121                                  const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
122         static CGrid* createGrid(StdString id, const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
123                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
124         static CGrid* createGrid(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
125                                  const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
126         static StdString generateId(const std::vector<CDomain*>& domains, const std::vector<CAxis*>& axis,
127                                     const std::vector<CScalar*>& scalars, const CArray<int,1>& axisDomainOrder = CArray<int,1>());
128         static StdString generateId(const CGrid* gridSrc, const CGrid* gridDest);
129         static CGrid* cloneGrid(const StdString& idNewGrid, CGrid* gridSrc);
130
131      public:
132
133         /// Entrées-sorties de champs (interne) ///
134         void storeField_arr(const double* const data, CArray<double,1>& stored) const;
135         void restoreField_arr(const CArray<double,1>& stored, double* const data) const;
136
137         /// Traitements protégés ///
138         void computeIndexServer(void);
139         void computeIndex(void);
140         void computeIndexScalarGrid();
141         void computeCompressedIndex();
142         void computeWrittenIndex();
143
144         void solveDomainRef(bool checkAtt);
145         void solveAxisRef(bool checkAtt);
146         void solveScalarRef(bool checkAtt);
147         void solveDomainAxisRefInheritance(bool apply = true);
148         void solveTransformations();
149         void solveDomainAxisBaseRef();
150
151         CDomain* addDomain(const std::string& id=StdString());
152         CAxis* addAxis(const std::string& id=StdString());
153         CScalar* addScalar(const std::string& id=StdString());
154         void sendAddDomain(const std::string& id="");
155         void sendAddAxis(const std::string& id="");
156         void sendAddScalar(const std::string& id="");
157         void sendAllDomains();
158         void sendAllAxis();
159         void sendAllScalars();
160
161         static void recvAddDomain(CEventServer& event);
162         void recvAddDomain(CBufferIn& buffer);
163         static void recvAddAxis(CEventServer& event);
164         void recvAddAxis(CBufferIn& buffer);
165         static void recvAddScalar(CEventServer& event);
166         void recvAddScalar(CBufferIn& buffer);
167
168         static bool dispatchEvent(CEventServer& event);
169         static void recvIndex(CEventServer& event);
170         void recvIndex(vector<int> ranks, vector<CBufferIn*> buffers);
171         void sendIndex(void);
172         void sendIndexScalarGrid();
173
174         void computeDomConServer();
175         std::map<int, int> getDomConServerSide();
176         std::map<int, StdSize> getAttributesBufferSize();
177         std::vector<std::map<int, StdSize> > getDataBufferSize(const std::string& id = "");
178         std::vector<StdString> getDomainList();
179         std::vector<StdString> getAxisList();
180         std::vector<StdString> getScalarList();
181         std::vector<CDomain*> getDomains();
182         std::vector<CAxis*> getAxis();
183         std::vector<CScalar*> getScalars();
184         CDomain* getDomain(int domainIndex);
185         CAxis* getAxis(int axisIndex);
186         CScalar* getScalar(int scalarIndex);
187         std::vector<int> getAxisOrder();
188         std::vector<int> getGlobalDimension();
189         bool isScalarGrid() const;
190         std::vector<int> getAxisPositionInGrid() const;
191
192         bool doGridHaveDataToWrite();
193         bool doGridHaveDataDistributed();
194         size_t getWrittenDataSize() const;
195         int getNumberWrittenIndexes() const;
196         int getTotalNumberWrittenIndexes() const;
197         int getOffsetWrittenIndexes() const;
198
199         CDistributionServer* getDistributionServer();
200         CDistributionClient* getDistributionClient();
201         CGridTransformation* getTransformations();
202
203         void transformGrid(CGrid* transformGridSrc);
204         void completeGrid(CGrid* transformGridSrc = 0);
205         void doAutoDistribution(CGrid* transformGridSrc);
206         bool isTransformed();
207         void setTransformed();
208         bool isGenerated();
209         void setGenerated();
210         void addTransGridSource(CGrid* gridSrc);
211         std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> >& getTransGridSource();
212         bool hasTransform();
213
214      public:
215
216         /// Propriétés privées ///
217         bool isChecked;
218         bool isDomainAxisChecked;
219         bool isIndexSent;
220
221         CArray<int, 1> storeIndex_client;
222
223         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_toSrv;
224         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_fromSrv;
225         std::vector<map<int,int> > nbSenders;
226
227         map<int, CArray<size_t, 1> > outIndexFromClient, compressedOutIndexFromClient, outGlobalIndexFromClient;
228
229         // A client receives global index from other clients (via recvIndex)
230         // then does mapping these index into local index of STORE_CLIENTINDEX
231         // In this way, store_clientIndex can be used as an input of a source filter
232         // Maybe we need a flag to determine whether a client wants to write. TODO
233         map<int, CArray<size_t, 1> > outLocalIndexStoreOnClient; 
234
235         // If a client wants to write out data, it'll use this index.
236         // A client receives global index of data from other clients (via recvIndex),
237         // then does remapping these index into local index to WRITE into a file
238         CArray<size_t,1> localIndexToWriteOnClient, localIndexToWriteOnServer;
239
240         CArray<size_t,1> indexFromClients;
241         void checkMask(void);
242         void createMask(void);
243         void modifyMask(const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify = false);
244         void modifyMaskSize(const std::vector<int>& newDimensionSize, bool newValue = false);
245
246         void computeGridGlobalDimension(const std::vector<CDomain*>& domains,
247                                         const std::vector<CAxis*>& axis,
248                                         const std::vector<CScalar*>& scalars,
249                                         const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
250
251      private:
252       template<int N>
253       void checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
254                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
255                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
256                          const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
257                          bool createMask = false);
258        template<int N>
259        void modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify);
260
261        template<int N>
262        void modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask, const std::vector<int>& eachDimSize, bool newValue);
263
264        void setVirtualDomainGroup(CDomainGroup* newVDomainGroup);
265        void setVirtualAxisGroup(CAxisGroup* newVAxisGroup);
266        void setVirtualScalarGroup(CScalarGroup* newVScalarGroup);
267
268        void setDomainList(const std::vector<CDomain*> domains = std::vector<CDomain*>());
269        void setAxisList(const std::vector<CAxis*> axis = std::vector<CAxis*>());
270        void setScalarList(const std::vector<CScalar*> scalars = std::vector<CScalar*>());
271
272        CDomainGroup* getVirtualDomainGroup() const;
273        CAxisGroup* getVirtualAxisGroup() const;
274        CScalarGroup* getVirtualScalarGroup() const;
275
276        void checkAttributesAfterTransformation();
277        void setTransformationAlgorithms();
278        void computeIndexByElement(const std::vector<boost::unordered_map<size_t,std::vector<int> > >& indexServerOnElement,
279                                   CClientServerMapping::GlobalIndexMap& globalIndexOnServer);
280
281        void computeClientIndex();
282        void computeConnectedClients();
283
284      private:
285        CDomainGroup* vDomainGroup_;
286        CAxisGroup* vAxisGroup_;
287        CScalarGroup* vScalarGroup_;
288        std::vector<std::string> axisList_, domList_, scalarList_;
289        bool isAxisListSet, isDomListSet, isScalarListSet;
290
291        CDistributionClient* clientDistribution_;
292        CDistributionServer* serverDistribution_;
293        CClientServerMapping* clientServerMap_;
294        size_t writtenDataSize_;
295        int numberWrittenIndexes_, totalNumberWrittenIndexes_, offsetWrittenIndexes_;
296        std::vector<std::map<int,size_t> > connectedDataSize_;
297        std::vector<std::vector<int> > connectedServerRank_;
298        bool isDataDistributed_;
299        int positionDimensionDistributed_;
300         //! True if and only if the data defined on the grid can be outputted in a compressed way
301        bool isCompressible_;
302        std::set<std::string> relFilesCompressed;
303
304        bool isTransformed_, isGenerated_;
305        bool computedWrittenIndex_;
306        std::vector<int> axisPositionInGrid_;
307        CGridTransformation* transformations_;
308        bool hasDomainAxisBaseRef_;
309        std::vector<int> globalDim_;
310        std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> > gridSrc_;
311        bool hasTransform_;
312        CClientServerMapping::GlobalIndexMap globalIndexOnServer_;
313            // List order of axis and domain in a grid, if there is a domain, it will take value 1 (true), axis 0 (false)
314        std::vector<int> order_;
315   }; // class CGrid
316
317   ///--------------------------------------------------------------
318
319   template <int n>
320   void CGrid::inputField(const CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const
321   {
322      if (this->getDataSize() != field.numElements())
323         ERROR("void CGrid::inputField(const  CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const",
324                << "[ Awaiting data of size = " << this->getDataSize() << ", "
325                << "Received data size = "      << field.numElements() << " ] "
326                << "The data array does not have the right size! "
327                << "Grid = " << this->GetName())
328      this->storeField_arr(field.dataFirst(), stored);
329   }
330
331   template <int n>
332   void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const
333   {
334      if (this->getDataSize() != field.numElements())
335         ERROR("void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const",
336                << "[ Size of the data = " << this->getDataSize() << ", "
337                << "Output data size = "   << field.numElements() << " ] "
338                << "The ouput array does not have the right size! "
339                << "Grid = " << this->GetName())
340      this->restoreField_arr(stored, field.dataFirst());
341   }
342
343   template<int N>
344   void CGrid::checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
345                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
346                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
347                             const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
348                             bool createMask)
349   {
350     int idx = 0;
351     int numElement = axisDomainOrder.numElements();
352     int dim = domainMasks.size() * 2 + axisMasks.size();
353     std::vector<CDomain*> domainP = this->getDomains();
354
355     std::vector<int> idxLoop(dim,0), indexMap(numElement), eachDimSize(dim);
356     std::vector<int> currentIndex(dim);
357     int idxDomain = 0, idxAxis = 0;
358    for (int i = 0; i < numElement; ++i)
359    {
360      indexMap[i] = idx;
361      if (2 == axisDomainOrder(i)) {
362          eachDimSize[indexMap[i]]   = domainP[idxDomain]->ni;
363          eachDimSize[indexMap[i]+1] = domainP[idxDomain]->nj;
364          idx += 2; ++idxDomain;
365      }
366      else if (1 == axisDomainOrder(i)) {
367        eachDimSize[indexMap[i]] = axisMasks[idxAxis]->numElements();
368        ++idx; ++idxAxis;
369      }
370      else {};
371    }
372
373    if (!gridMask.isEmpty() && !createMask)
374    {
375      for (int i = 0; i < dim; ++i)
376      {
377        if (gridMask.extent(i) != eachDimSize[i])
378          ERROR("CGrid::checkMask(void)",
379                << "The mask has one dimension whose size is different from the one of the local grid." << std::endl
380                << "Local size of dimension " << i << " is " << eachDimSize[i] << "." << std::endl
381                << "Mask size for dimension " << i << " is " << gridMask.extent(i) << "." << std::endl
382                << "Grid = " << this->GetName())
383      }
384    }
385    else {
386        CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
387        gridMask = true;
388    }
389
390    int ssize = gridMask.numElements();
391    idx = 0;
392    while (idx < ssize)
393    {
394      for (int i = 0; i < dim-1; ++i)
395      {
396        if (idxLoop[i] == eachDimSize[i])
397        {
398          idxLoop[i] = 0;
399          ++idxLoop[i+1];
400        }
401      }
402
403      // Find out outer index
404      idxDomain = idxAxis = 0;
405      bool maskValue = true;
406      for (int i = 0; i < numElement; ++i)
407      {
408        if (2 == axisDomainOrder(i))
409        {
410          maskValue = maskValue && (*domainMasks[idxDomain])(idxLoop[indexMap[i]] + idxLoop[indexMap[i]+1] * eachDimSize[indexMap[i]]);
411          ++idxDomain;
412        }
413        else if (1 == axisDomainOrder(i))
414        {
415          maskValue = maskValue && (*axisMasks[idxAxis])(idxLoop[indexMap[i]]);
416          ++idxAxis;
417        }
418      }
419
420      int maskIndex = idxLoop[0];
421      int mulDim = 1;
422      for (int k = 1; k < dim; ++k)
423      {
424        mulDim *= eachDimSize[k-1];
425        maskIndex += idxLoop[k]*mulDim;
426      }
427      *(gridMask.dataFirst()+maskIndex) &= maskValue;
428
429      ++idxLoop[0];
430      ++idx;
431    }
432
433   }
434
435   template<int N>
436   void CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
437                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
438                                  bool newValue)
439   {
440      if (N != eachDimSize.size())
441      {
442        // ERROR("CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
443        //                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
444        //                                  bool newValue)",
445        //       << "Dimension size of the mask is different from input dimension size." << std::endl
446        //       << "Mask dimension is " << N << "." << std::endl
447        //       << "Input dimension is " << eachDimSize.size() << "." << std::endl
448        //       << "Grid = " << this->GetName())
449      }
450      CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
451      gridMask = newValue;
452   }
453                                 
454
455   /*!
456     Modify the current mask of grid, the local index to be modified will take value false
457     \param [in/out] gridMask current mask of grid
458     \param [in] indexToModify local index to modify
459   */
460   template<int N>
461   void CGrid::modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify)
462   {     
463     int num = indexToModify.numElements();
464     for (int idx = 0; idx < num; ++idx)
465     {
466       *(gridMask.dataFirst()+indexToModify(idx)) = valueToModify;
467     }
468   }
469   ///--------------------------------------------------------------
470
471   // Declare/Define CGridGroup and CGridDefinition
472   DECLARE_GROUP(CGrid);
473
474   ///--------------------------------------------------------------
475
476} // namespace xios
477
478#endif // __XIOS_CGrid__
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.