source: XIOS/dev/dev_olga/src/node/grid.hpp @ 1144

Last change on this file since 1144 was 1144, checked in by mhnguyen, 7 years ago

Cleaning up some redundant codes

  • 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: 17.9 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         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();
165         std::vector<std::map<int, StdSize> > getDataBufferSize(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();
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
201      public:
202
203         /// Propriétés privées ///
204         bool isChecked;
205         bool isDomainAxisChecked;
206         bool isIndexSent;
207
208         CArray<int, 1> storeIndex_client;
209
210         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_toSrv;
211         map<int, CArray<int, 1> > storeIndex_fromSrv;
212         std::vector<map<int,int> > nbSenders, nbReadSenders;
213
214         map<int, CArray<size_t, 1> > outIndexFromClient, compressedOutIndexFromClient, outGlobalIndexFromClient;
215
216         // A client receives global index from other clients (via recvIndex)
217         // then does mapping these index into local index of STORE_CLIENTINDEX
218         // In this way, store_clientIndex can be used as an input of a source filter
219         // Maybe we need a flag to determine whether a client wants to write. TODO
220         map<int, CArray<size_t, 1> > outLocalIndexStoreOnClient; 
221
222         // If a client wants to write out data, it'll use this index.
223         // A client receives global index of data from other clients (via recvIndex),
224         // then does remapping these index into local index to WRITE into a file
225         CArray<size_t,1> localIndexToWriteOnClient, localIndexToWriteOnServer;
226
227         CArray<size_t,1> indexFromClients;
228         void checkMask(void);
229         void createMask(void);
230         void modifyMask(const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify = false);
231         void modifyMaskSize(const std::vector<int>& newDimensionSize, bool newValue = false);
232
233         void computeGridGlobalDimension(const std::vector<CDomain*>& domains,
234                                         const std::vector<CAxis*>& axis,
235                                         const std::vector<CScalar*>& scalars,
236                                         const CArray<int,1>& axisDomainOrder);
237
238      private:
239       template<int N>
240       void checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
241                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
242                          const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
243                          const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
244                          bool createMask = false);
245        template<int N>
246        void modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify);
247
248        template<int N>
249        void modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask, const std::vector<int>& eachDimSize, bool newValue);
250
251        void storeField_arr(const double* const data, CArray<double, 1>& stored) const;
252        void restoreField_arr(const CArray<double, 1>& stored, double* const data) const;
253
254        void setVirtualDomainGroup(CDomainGroup* newVDomainGroup);
255        void setVirtualAxisGroup(CAxisGroup* newVAxisGroup);
256        void setVirtualScalarGroup(CScalarGroup* newVScalarGroup);
257
258        void setDomainList(const std::vector<CDomain*> domains = std::vector<CDomain*>());
259        void setAxisList(const std::vector<CAxis*> axis = std::vector<CAxis*>());
260        void setScalarList(const std::vector<CScalar*> scalars = std::vector<CScalar*>());
261
262        CDomainGroup* getVirtualDomainGroup() const;
263        CAxisGroup* getVirtualAxisGroup() const;
264        CScalarGroup* getVirtualScalarGroup() const;
265
266        void checkAttributesAfterTransformation();
267        void setTransformationAlgorithms();
268        void computeIndexByElement(const std::vector<boost::unordered_map<size_t,std::vector<int> > >& indexServerOnElement,
269                                   CClientServerMapping::GlobalIndexMap& globalIndexOnServer);
270
271        void computeClientIndex();
272        void computeConnectedClients();
273
274      private:
275        CDomainGroup* vDomainGroup_;
276        CAxisGroup* vAxisGroup_;
277        CScalarGroup* vScalarGroup_;
278        std::vector<std::string> axisList_, domList_, scalarList_;
279        bool isAxisListSet, isDomListSet, isScalarListSet;
280
281        CDistributionClient* clientDistribution_;
282        CDistributionServer* serverDistribution_;
283        CClientServerMapping* clientServerMap_;
284        size_t writtenDataSize_;
285        int numberWrittenIndexes_, totalNumberWrittenIndexes_, offsetWrittenIndexes_;
286        std::vector<std::map<int,size_t> > connectedDataSize_;
287        std::vector<std::vector<int> > connectedServerRank_;
288        bool isDataDistributed_;
289        int positionDimensionDistributed_;
290         //! True if and only if the data defined on the grid can be outputted in a compressed way
291        bool isCompressible_;
292        std::set<std::string> relFilesCompressed;
293
294        bool isTransformed_, isGenerated_;
295        bool computedWrittenIndex_;
296        std::vector<int> axisPositionInGrid_;
297        CGridTransformation* transformations_;
298        bool hasDomainAxisBaseRef_;
299        std::vector<int> globalDim_;
300        std::map<CGrid*, std::pair<bool,StdString> > gridSrc_;
301        bool hasTransform_;
302        CClientServerMapping::GlobalIndexMap globalIndexOnServer_;
303            // List order of axis and domain in a grid, if there is a domain, it will take value 1 (true), axis 0 (false)
304        std::vector<int> order_;
305   }; // class CGrid
306
307   ///--------------------------------------------------------------
308
309   template <int n>
310   void CGrid::inputField(const CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const
311   {
312      if (this->getDataSize() != field.numElements())
313         ERROR("void CGrid::inputField(const  CArray<double,n>& field, CArray<double,1>& stored) const",
314                << "[ Awaiting data of size = " << this->getDataSize() << ", "
315                << "Received data size = "      << field.numElements() << " ] "
316                << "The data array does not have the right size! "
317                << "Grid = " << this->GetName())
318      this->storeField_arr(field.dataFirst(), stored);
319   }
320
321   template <int n>
322   void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const
323   {
324      if (this->getDataSize() != field.numElements())
325         ERROR("void CGrid::outputField(const CArray<double,1>& stored, CArray<double,n>& field) const",
326                << "[ Size of the data = " << this->getDataSize() << ", "
327                << "Output data size = "   << field.numElements() << " ] "
328                << "The ouput array does not have the right size! "
329                << "Grid = " << this->GetName())
330      this->restoreField_arr(stored, field.dataFirst());
331   }
332
333   template<int N>
334   void CGrid::checkGridMask(CArray<bool,N>& gridMask,
335                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& domainMasks,
336                             const std::vector<CArray<bool,1>* >& axisMasks,
337                             const CArray<int,1>& axisDomainOrder,
338                             bool createMask)
339   {
340     int idx = 0;
341     int numElement = axisDomainOrder.numElements();
342     int dim = domainMasks.size() * 2 + axisMasks.size();
343     std::vector<CDomain*> domainP = this->getDomains();
344
345     std::vector<int> idxLoop(dim,0), indexMap(numElement), eachDimSize(dim);
346     std::vector<int> currentIndex(dim);
347     int idxDomain = 0, idxAxis = 0;
348    for (int i = 0; i < numElement; ++i)
349    {
350      indexMap[i] = idx;
351      if (2 == axisDomainOrder(i)) {
352          eachDimSize[indexMap[i]]   = domainP[idxDomain]->ni;
353          eachDimSize[indexMap[i]+1] = domainP[idxDomain]->nj;
354          idx += 2; ++idxDomain;
355      }
356      else if (1 == axisDomainOrder(i)) {
357        eachDimSize[indexMap[i]] = axisMasks[idxAxis]->numElements();
358        ++idx; ++idxAxis;
359      }
360      else {};
361    }
362
363    if (!gridMask.isEmpty() && !createMask)
364    {
365      for (int i = 0; i < dim; ++i)
366      {
367        if (gridMask.extent(i) != eachDimSize[i])
368          ERROR("CGrid::checkMask(void)",
369                << "The mask has one dimension whose size is different from the one of the local grid." << std::endl
370                << "Local size of dimension " << i << " is " << eachDimSize[i] << "." << std::endl
371                << "Mask size for dimension " << i << " is " << gridMask.extent(i) << "." << std::endl
372                << "Grid = " << this->GetName())
373      }
374    }
375    else {
376        CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
377        gridMask = true;
378    }
379
380    int ssize = gridMask.numElements();
381    idx = 0;
382    while (idx < ssize)
383    {
384      for (int i = 0; i < dim-1; ++i)
385      {
386        if (idxLoop[i] == eachDimSize[i])
387        {
388          idxLoop[i] = 0;
389          ++idxLoop[i+1];
390        }
391      }
392
393      // Find out outer index
394      idxDomain = idxAxis = 0;
395      bool maskValue = true;
396      for (int i = 0; i < numElement; ++i)
397      {
398        if (2 == axisDomainOrder(i))
399        {
400          maskValue = maskValue && (*domainMasks[idxDomain])(idxLoop[indexMap[i]] + idxLoop[indexMap[i]+1] * eachDimSize[indexMap[i]]);
401          ++idxDomain;
402        }
403        else if (1 == axisDomainOrder(i))
404        {
405          maskValue = maskValue && (*axisMasks[idxAxis])(idxLoop[indexMap[i]]);
406          ++idxAxis;
407        }
408      }
409
410      int maskIndex = idxLoop[0];
411      int mulDim = 1;
412      for (int k = 1; k < dim; ++k)
413      {
414        mulDim *= eachDimSize[k-1];
415        maskIndex += idxLoop[k]*mulDim;
416      }
417      *(gridMask.dataFirst()+maskIndex) &= maskValue;
418
419      ++idxLoop[0];
420      ++idx;
421    }
422
423   }
424
425   template<int N>
426   void CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
427                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
428                                  bool newValue)
429   {
430      if (N != eachDimSize.size())
431      {
432        // ERROR("CGrid::modifyGridMaskSize(CArray<bool,N>& gridMask,
433        //                                  const std::vector<int>& eachDimSize,
434        //                                  bool newValue)",
435        //       << "Dimension size of the mask is different from input dimension size." << std::endl
436        //       << "Mask dimension is " << N << "." << std::endl
437        //       << "Input dimension is " << eachDimSize.size() << "." << std::endl
438        //       << "Grid = " << this->GetName())
439      }
440      CArrayBoolTraits<CArray<bool,N> >::resizeArray(gridMask,eachDimSize);
441      gridMask = newValue;
442   }
443                                 
444
445   /*!
446     Modify the current mask of grid, the local index to be modified will take value false
447     \param [in/out] gridMask current mask of grid
448     \param [in] indexToModify local index to modify
449   */
450   template<int N>
451   void CGrid::modifyGridMask(CArray<bool,N>& gridMask, const CArray<int,1>& indexToModify, bool valueToModify)
452   {     
453     int num = indexToModify.numElements();
454     for (int idx = 0; idx < num; ++idx)
455     {
456       *(gridMask.dataFirst()+indexToModify(idx)) = valueToModify;
457     }
458   }
459   ///--------------------------------------------------------------
460
461   // Declare/Define CGridGroup and CGridDefinition
462   DECLARE_GROUP(CGrid);
463
464   ///--------------------------------------------------------------
465
466} // namespace xios
467
468#endif // __XIOS_CGrid__
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.