New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
lbc_lnk_pt2pt_generic.h90 in NEMO/branches/2021/dev_r14312_MPI_Interface/src/OCE/LBC – NEMO

source: NEMO/branches/2021/dev_r14312_MPI_Interface/src/OCE/LBC/lbc_lnk_pt2pt_generic.h90 @ 14379

Last change on this file since 14379 was 14379, checked in by smasson, 3 years ago

dev_r14312_MPI_Interface: refactoring of lbc_lnk_pt2pt_generic, #2598

  • Property svn:keywords set to Id
  • Property svn:mime-type set to text/x-fortran
File size: 15.4 KB
Line 
1 
2#if ! defined BLOCK_ISEND && ! defined BLOCK_FILL
3   SUBROUTINE lbc_lnk_pt2pt_/**/PRECISION( cdname, ptab, cd_nat, psgn, kfld, kfillmode, pfillval, khls, lsend, lrecv, ld4only )
4      CHARACTER(len=*)              , INTENT(in   ) ::   cdname      ! name of the calling subroutine
5      TYPE(PTR_4d_/**/PRECISION),  DIMENSION(:), INTENT(inout) ::   ptab        ! pointer of arrays on which apply the b.c.
6      CHARACTER(len=1), DIMENSION(:), INTENT(in   ) ::   cd_nat      ! nature of array grid-points
7      REAL(PRECISION),  DIMENSION(:), INTENT(in   ) ::   psgn        ! sign used across the north fold boundary
8      INTEGER                       , INTENT(in   ) ::   kfld        ! number of pt3d arrays
9      INTEGER ,             OPTIONAL, INTENT(in   ) ::   kfillmode   ! filling method for halo over land (default = constant)
10      REAL(PRECISION),      OPTIONAL, INTENT(in   ) ::   pfillval    ! background value (used at closed boundaries)
11      INTEGER ,             OPTIONAL, INTENT(in   ) ::   khls        ! halo size, default = nn_hls
12      LOGICAL, DIMENSION(4),OPTIONAL, INTENT(in   ) ::   lsend, lrecv  ! communication with other 4 proc
13      LOGICAL,              OPTIONAL, INTENT(in   ) ::   ld4only     ! if .T., do only 4-neighbour comm (ignore corners)
14      !
15      INTEGER  ::     ji,   jj,  jk,  jl,  jf, jn     ! dummy loop indices
16      INTEGER  ::    ipi,  ipj, ipk, ipl, ipf         ! dimension of the input array
17      INTEGER  ::   ip0i, ip1i, im0i, im1i
18      INTEGER  ::   ip0j, ip1j, im0j, im1j
19      INTEGER  ::   ishti, ishtj, ishti2, ishtj2
20      INTEGER  ::   ifill_nfd, icomm, ierr
21      INTEGER  ::   ihls, idxs, idxr, iszS, iszR
22      INTEGER, DIMENSION(4)  ::   iwewe, issnn
23      INTEGER, DIMENSION(8)  ::   isizei, ishtSi, ishtRi, ishtPi
24      INTEGER, DIMENSION(8)  ::   isizej, ishtSj, ishtRj, ishtPj
25      INTEGER, DIMENSION(8)  ::   ifill, iszall, ishtS, ishtR
26      INTEGER, DIMENSION(8)  ::   ireq             ! mpi_request id
27      INTEGER, DIMENSION(8)  ::   iStag, iRtag     ! Send and Recv mpi_tag id
28      REAL(PRECISION) ::   zland
29      LOGICAL, DIMENSION(8)  ::   llsend, llrecv
30      LOGICAL  ::   ll4only                                        ! default: 8 neighbourgs
31      LOGICAL  ::   ll_IdoNFold
32      !!----------------------------------------------------------------------
33      !
34      ! ----------------------------------------- !
35      !     1. local variables initialization     !
36      ! ----------------------------------------- !
37      !
38      ipi = SIZE(ptab(1)%pt4d,1)
39      ipj = SIZE(ptab(1)%pt4d,2)
40      ipk = SIZE(ptab(1)%pt4d,3)
41      ipl = SIZE(ptab(1)%pt4d,4)
42      ipf = kfld
43      !
44      IF( narea == 1 .AND. numcom == -1 ) CALL mpp_report( cdname, ipk, ipl, ipf, ld_lbc = .TRUE. )
45      !
46      idxs = 1   ! initalize index for send buffer
47      idxr = 1   ! initalize index for recv buffer
48      icomm = mpi_comm_oce        ! shorter name
49      !
50      ! take care of optional parameters
51      !
52      ihls = nn_hls   ! default definition
53      IF( PRESENT( khls ) )   ihls = khls
54      IF( ihls > n_hlsmax ) THEN
55         WRITE(ctmp1,*) TRIM(cdname), ' is calling lbc_lnk with khls > n_hlsmax : ', khls, '>', n_hlsmax
56         CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1 )
57      ENDIF
58      IF( ipi /= Ni_0+2*ihls ) THEN
59         WRITE(ctmp1,*) TRIM(cdname), ' is calling lbc_lnk with an input array which does not match ihls along i: ', ipi, ihls, Ni_0
60         CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1 )
61      ENDIF
62      IF( ipj /= Nj_0+2*ihls ) THEN
63         WRITE(ctmp1,*) TRIM(cdname), ' is calling lbc_lnk with an input array which does not match ihls along j:', ipj, ihls , Nj_0
64         CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1 )
65      ENDIF
66      !
67      ll4only = .FALSE.    ! default definition
68      IF( PRESENT(ld4only) )   ll4only = ld4only
69      !
70      zland = 0._wp                                     ! land filling value: zero by default
71      IF( PRESENT( pfillval ) )   zland = pfillval      ! set land value
72      !
73      ! define llsend and llrecv: logicals which say if mpi-neibourgs for send or receive exist or not.
74      IF     ( PRESENT(lsend) .AND. PRESENT(lrecv) ) THEN   ! localy defined neighbourgs
75         llsend(1:4) = lsend(1:4)   ;   llrecv(1:4) = lrecv(1:4)
76      ELSE IF( PRESENT(lsend) .OR.  PRESENT(lrecv) ) THEN
77         WRITE(ctmp1,*) TRIM(cdname), ' is calling lbc_lnk with only one of the two arguments lsend or lrecv'
78         CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1 )
79      ELSE                                              ! default neighbours
80         llsend(:) = mpiSnei(ihls,:) >= 0
81         IF( ll4only )   llsend(5:8) = .FALSE.          ! exclude corners
82         llrecv(:) = mpiRnei(ihls,:) >= 0
83         IF( ll4only )   llrecv(5:8) = .FALSE.          ! exclude corners
84      ENDIF
85      !
86      ! define ifill: which method should be used to fill each parts (sides+corners) of the halos
87      ! default definition
88      DO jn = 1, 4
89         IF(             llrecv(jn) ) THEN   ;   ifill(jn) = jpfillmpi    ! with an mpi communication
90         ELSEIF(    l_SelfPerio(jn) ) THEN   ;   ifill(jn) = jpfillperio  ! with self-periodicity
91         ELSEIF( PRESENT(kfillmode) ) THEN   ;   ifill(jn) = kfillmode    ! localy defined
92         ELSE                                ;   ifill(jn) = jpfillcst    ! constant value (zland)
93         ENDIF
94      END DO
95      DO jn = 5, 8
96         IF(             llrecv(jn) ) THEN   ;   ifill(jn) = jpfillmpi    ! with an mpi communication
97         ELSE                                ;   ifill(jn) = jpfillnothing! do nothing
98         ENDIF
99      END DO
100         !
101      ! north fold treatment
102      ll_IdoNFold = l_IdoNFold .AND. ifill(jpno) /= jpfillnothing
103      IF( ll_IdoNFold ) THEN
104         ifill_nfd = ifill(jpno)             ! if we are here, this means llrecv(jpno) = .false. and l_SelfPerio(jpno) = .false.
105         ifill( (/jpno/) ) = jpfillnothing   ! we do north fold -> do nothing for northern halo
106      ENDIF
107     
108      ! We first define the localization and size of the parts of the array that will be sent (s), received (r)
109      ! or used for periodocity (p). The localization is defined as "the bottom left corner - 1" in i and j directions.
110      ! This is a shift that will be applied later in the do loops to pick-up the appropriate part of the array
111      !
112      ! all definitions bellow do not refer to N[ij][se]0 so we can use it with any local value of ihls
113      !                   !                       ________________________
114      ip0i =          0   !          im0j = inner |__|__|__________|__|__|
115      ip1i =       ihls   !   im1j = inner - halo |__|__|__________|__|__|
116      im1i = ipi-2*ihls   !                       |  |  |          |  |  |
117      im0i = ipi - ihls   !                       |  |  |          |  |  |
118      ip0j =          0   !                       |  |  |          |  |  |
119      ip1j =       ihls   !                       |__|__|__________|__|__|
120      im1j = ipj-2*ihls   !           ip1j = halo |__|__|__________|__|__|
121      im0j = ipj - ihls   !              ip0j = 0 |__|__|__________|__|__|
122      !                   !                    ip0i ip1i        im1i im0i
123      !
124      iwewe(:) = (/ jpwe,jpea,jpwe,jpea /)   ;   issnn(:) = (/ jpso,jpso,jpno,jpno /)
125      !cd     sides:     west  east south north      ;   corners: so-we, so-ea, no-we, no-ea
126      isizei(1:4) = (/ ihls, ihls,  ipi,  ipi /)   ;   isizei(5:8) = ihls              ! i- count
127      isizej(1:4) = (/  ipj,  ipj, ihls, ihls /)   ;   isizej(5:8) = ihls              ! j- count
128      ishtSi(1:4) = (/ ip1i, im1i, ip0i, ip0i /)   ;   ishtSi(5:8) = ishtSi( iwewe )   ! i- shift send data
129      ishtSj(1:4) = (/ ip0j, ip0j, ip1j, im1j /)   ;   ishtSj(5:8) = ishtSj( issnn )   ! j- shift send data
130      ishtRi(1:4) = (/ ip0i, im0i, ip0i, ip0i /)   ;   ishtRi(5:8) = ishtRi( iwewe )   ! i- shift received data location
131      ishtRj(1:4) = (/ ip0j, ip0j, ip0j, im0j /)   ;   ishtRj(5:8) = ishtRj( issnn )   ! j- shift received data location
132      ishtPi(1:4) = (/ im1i, ip1i, ip0i, ip0i /)   ;   ishtPi(5:8) = ishtPi( iwewe )   ! i- shift data used for periodicity
133      ishtPj(1:4) = (/ ip0j, ip0j, im1j, ip1j /)   ;   ishtPj(5:8) = ishtPj( issnn )   ! j- shift data used for periodicity
134      !
135      ! -------------------------------- !
136      !     2. Prepare MPI exchanges     !
137      ! -------------------------------- !
138      !
139      iStag = (/ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 /)   ! any value but each one must be different
140      ! define iRtag with the corresponding iStag, e.g. data received at west where sent at east.
141      iRtag(jpwe) = iStag(jpea)   ;   iRtag(jpea) = iStag(jpwe)   ;   iRtag(jpso) = iStag(jpno)   ;   iRtag(jpno) = iStag(jpso)
142      iRtag(jpsw) = iStag(jpne)   ;   iRtag(jpse) = iStag(jpnw)   ;   iRtag(jpnw) = iStag(jpse)   ;   iRtag(jpne) = iStag(jpsw)
143      !
144      iszall(:) = isizei(:) * isizej(:) * ipk * ipl * ipf
145      ishtS(1) = 0
146      DO jn = 2, 8
147         ishtS(jn) = ishtS(jn-1) + iszall(jn-1) * COUNT( (/llsend(jn-1)/) )
148      END DO
149      ishtR(1) = 0
150      DO jn = 2, 8
151         ishtR(jn) = ishtR(jn-1) + iszall(jn-1) * COUNT( (/llrecv(jn-1)/) )
152      END DO
153
154      ! Allocate buffer arrays to be sent/received if needed
155      iszS = SUM(iszall, mask = llsend)                             ! send buffer size
156      IF( ALLOCATED(BUFFSND) ) THEN
157         CALL mpi_waitall(8, nreq_p2p, MPI_STATUSES_IGNORE, ierr)   ! wait for Isend from the PREVIOUS call
158         IF( SIZE(BUFFSND) < iszS )    DEALLOCATE(BUFFSND)          ! send buffer is too small
159      ENDIF
160      IF( .NOT. ALLOCATED(BUFFSND) )   ALLOCATE( BUFFSND(iszS) )
161      iszR = SUM(iszall, mask = llrecv)                             ! recv buffer size
162      IF( ALLOCATED(BUFFRCV) ) THEN
163         IF( SIZE(BUFFRCV) < iszR )    DEALLOCATE(BUFFRCV)          ! recv buffer is too small
164      ENDIF
165      IF( .NOT. ALLOCATED(BUFFRCV) )   ALLOCATE( BUFFRCV(iszR) )
166      !
167      ! default definition when no communication is done. understood by mpi_waitall
168      nreq_p2p(:) = MPI_REQUEST_NULL   ! WARNING: Must be done after the call to mpi_waitall just above
169      !
170      ! ----------------------------------------------- !
171      !     3. Do east and west MPI_Isend if needed     !
172      ! ----------------------------------------------- !
173      !
174      DO jn = 1, 2
175#define BLOCK_ISEND
176#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
177#undef BLOCK_ISEND
178      END DO
179      !
180      ! ----------------------------------- !
181      !     4. Fill east and west halos     !
182      ! ----------------------------------- !
183      !
184      DO jn = 1, 2
185#define BLOCK_FILL
186#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
187#undef BLOCK_FILL
188      END DO
189      !
190      ! ------------------------------------------------- !
191      !     5. Do north and south MPI_Isend if needed     !
192      ! ------------------------------------------------- !
193      !
194      DO jn = 3, 4
195#define BLOCK_ISEND
196#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
197#undef BLOCK_ISEND
198      END DO
199      !
200      ! ------------------------------- !
201      !     6. north fold treatment     !
202      ! ------------------------------- !
203      !
204      ! Must be done after receiving data from East/West neighbourgs (as it is coded in mpp_nfd, to be changed one day...)
205      ! Do it after MPI_iSend to south/north neighbourgs so they won't wait (too much) to receive their data
206      ! Do if before MPI_Recv from south/north neighbourgs so we have more time to receive data
207      !
208      IF( ll_IdoNFold ) THEN
209         IF( jpni == 1 )  THEN   ;   CALL lbc_nfd( ptab, cd_nat, psgn                  , ihls, ipf )   ! self NFold
210         ELSE                    ;   CALL mpp_nfd( ptab, cd_nat, psgn, ifill_nfd, zland, ihls, ipf )   ! mpi  NFold
211         ENDIF
212      ENDIF
213      !
214      ! ------------------------------------- !
215      !     7. Fill south and north halos     !
216      ! ------------------------------------- !
217      !
218      DO jn = 3, 4
219#define BLOCK_FILL
220#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
221#undef BLOCK_FILL
222      END DO
223      !
224      ! ----------------------------------------------- !
225      !     8. Specific problem in corner treatment     !
226      !              ( very rate case... )              !
227      ! ----------------------------------------------- !
228      !
229      DO jn = 5, 8
230#define BLOCK_ISEND
231#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
232#undef BLOCK_ISEND
233      END DO
234      DO jn = 5, 8
235#define BLOCK_FILL
236#  include "lbc_lnk_pt2pt_generic.h90"         
237#undef BLOCK_FILL
238      END DO
239      !
240      ! -------------------------------------------- !
241      !     9. deallocate local temporary arrays     !
242      !        if they areg larger than jpi*jpj      !  <- arbitrary max size...
243      ! -------------------------------------------- !
244      !
245      IF( iszR > jpi*jpj )   DEALLOCATE(BUFFRCV)                    ! blocking receive -> can directly deallocate
246      IF( iszS > jpi*jpj ) THEN
247         CALL mpi_waitall(8, nreq_p2p, MPI_STATUSES_IGNORE, ierr)   ! must wait before deallocate send buffer
248         DEALLOCATE(BUFFSND)
249      ENDIF
250      !
251   END SUBROUTINE lbc_lnk_pt2pt_/**/PRECISION
252#endif
253
254#if defined BLOCK_ISEND
255   IF( llsend(jn) ) THEN
256      ishti = ishtSi(jn)
257      ishtj = ishtSj(jn)
258      DO jf = 1, ipf  ;  DO jl = 1, ipl  ;  DO jk = 1, ipk  ;  DO jj = 1,isizej(jn)  ;  DO ji = 1,isizei(jn)
259         BUFFSND(idxs) = ptab(jf)%pt4d(ishti+ji,ishtj+jj,jk,jl)
260         idxs = idxs + 1
261      END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO
262#if ! defined key_mpi_off
263      IF( ln_timing ) CALL tic_tac(.TRUE.)
264      ! non-blocking send of the west/east side using local buffer
265      CALL MPI_ISEND( BUFFSND(ishtS(jn)+1), iszall(jn), MPI_TYPE, mpiSnei(ihls,jn), iStag(jn), icomm, nreq_p2p(jn), ierr )
266      IF( ln_timing ) CALL tic_tac(.FALSE.)
267#endif
268   ENDIF
269#endif
270
271#if defined BLOCK_FILL
272   ishti = ishtRi(jn)
273   ishtj = ishtRj(jn)
274   SELECT CASE ( ifill(jn) )
275   CASE ( jpfillnothing )               ! no filling
276   CASE ( jpfillmpi   )                 ! fill with data received by MPI
277#if ! defined key_mpi_off
278      IF( ln_timing ) CALL tic_tac(.TRUE.)
279      !                                 ! blocking receive of the west/east halo in local temporary arrays
280      CALL MPI_RECV( BUFFRCV(ishtR(jn)+1), iszall(jn), MPI_TYPE, mpiRnei(ihls,jn), iRtag(jn), icomm, MPI_STATUS_IGNORE, ierr )
281      IF( ln_timing ) CALL tic_tac(.FALSE.)
282#endif
283      DO jf = 1, ipf  ;  DO jl = 1, ipl  ;  DO jk = 1, ipk  ;  DO jj = 1,isizej(jn)  ;  DO ji = 1,isizei(jn)
284         ptab(jf)%pt4d(ishti+ji,ishtj+jj,jk,jl) = BUFFRCV(idxr)
285         idxr = idxr + 1
286      END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO
287   CASE ( jpfillperio )                 ! use periodicity
288      ishti2 = ishtPi(jn)
289      ishtj2 = ishtPj(jn)
290      DO jf = 1, ipf  ;  DO jl = 1, ipl  ;  DO jk = 1, ipk  ;  DO jj = 1,isizej(jn)  ;  DO ji = 1,isizei(jn)
291         ptab(jf)%pt4d(ishti+ji,ishtj+jj,jk,jl) = ptab(jf)%pt4d(ishti2+ji,ishtj2+jj,jk,jl)
292      END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO
293   CASE ( jpfillcopy  )                 ! filling with inner domain values
294      ishti2 = ishtSi(jn)
295      ishtj2 = ishtSj(jn)
296      DO jf = 1, ipf  ;  DO jl = 1, ipl  ;  DO jk = 1, ipk  ;  DO jj = 1,isizej(jn)  ;  DO ji = 1,isizei(jn)
297         ptab(jf)%pt4d(ishti+ji,ishtj+jj,jk,jl) = ptab(jf)%pt4d(ishti2+ji,ishtj2+jj,jk,jl)
298      END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO
299   CASE ( jpfillcst   )                 ! filling with constant value
300      DO jf = 1, ipf  ;  DO jl = 1, ipl  ;  DO jk = 1, ipk  ;  DO jj = 1,isizej(jn)  ;  DO ji = 1,isizei(jn)
301         ptab(jf)%pt4d(ishti+ji,ishtj+jj,jk,jl) = zland
302      END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO   ;   END DO
303   END SELECT
304#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.