source: XIOS/dev/branch_openmp/extern/remap/src/mapper.cpp @ 1220

Last change on this file since 1220 was 1220, checked in by yushan, 4 years ago

test_remap_omp tested on ADA except two fields

File size: 32.8 KB
Line 
1#include "mpi.hpp"
2#include <map>
3#include "cputime.hpp"       /* time */
4#include "meshutil.hpp"
5#include "polyg.hpp"
6#include "circle.hpp"
7#include "intersect.hpp"
8#include "intersection_ym.hpp"
9#include "errhandle.hpp"
10#include "mpi_routing.hpp"
11#include "gridRemap.hpp"
12
13#include "mapper.hpp"
14
15namespace sphereRemap {
16
17extern CRemapGrid srcGrid;
18#pragma omp threadprivate(srcGrid)
19
20extern CRemapGrid tgtGrid;
21#pragma omp threadprivate(tgtGrid)
22
23
24/* A subdivition of an array into N sub-arays
25   can be represented by the length of the N arrays
26   or by the offsets when each of the N arrays starts.
27   This function convertes from the former to the latter. */
28void cptOffsetsFromLengths(const int *lengths, int *offsets, int sz)
29{
30  offsets[0] = 0;
31  for (int i = 1; i < sz; i++)
32    offsets[i] = offsets[i-1] + lengths[i-1];
33}
34
35
36void Mapper::setSourceMesh(const double* boundsLon, const double* boundsLat, int nVertex, int nbCells, const double* pole, const long int* globalId)
37{
38  srcGrid.pole = Coord(pole[0], pole[1], pole[2]);
39
40  int mpiRank, mpiSize;
41  MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
42  MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
43
44  sourceElements.reserve(nbCells);
45  sourceMesh.reserve(nbCells);
46  sourceGlobalId.resize(nbCells) ;
47
48  if (globalId==NULL)
49  {
50    long int offset ;
51    long int nb=nbCells ;
52    MPI_Scan(&nb,&offset,1,MPI_LONG,MPI_SUM,communicator) ;
53    offset=offset-nb ;
54    for(int i=0;i<nbCells;i++) sourceGlobalId[i]=offset+i ;
55  }
56  else sourceGlobalId.assign(globalId,globalId+nbCells);
57
58  for (int i = 0; i < nbCells; i++)
59  {
60    int offs = i*nVertex;
61    Elt elt(boundsLon + offs, boundsLat + offs, nVertex);
62    elt.src_id.rank = mpiRank;
63    elt.src_id.ind = i;
64    elt.src_id.globalId = sourceGlobalId[i];
65    sourceElements.push_back(elt);
66    sourceMesh.push_back(Node(elt.x, cptRadius(elt), &sourceElements.back()));
67    cptEltGeom(sourceElements[i], Coord(pole[0], pole[1], pole[2]));
68  }
69
70}
71
72void Mapper::setTargetMesh(const double* boundsLon, const double* boundsLat, int nVertex, int nbCells, const double* pole, const long int* globalId)
73{
74    tgtGrid.pole = Coord(pole[0], pole[1], pole[2]);
75
76    int mpiRank, mpiSize;
77    MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
78    MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
79
80    targetElements.reserve(nbCells);
81    targetMesh.reserve(nbCells);
82
83    targetGlobalId.resize(nbCells) ;
84    if (globalId==NULL)
85    {
86        long int offset ;
87        long int nb=nbCells ;
88        MPI_Scan(&nb,&offset,1,MPI_LONG,MPI_SUM,communicator) ;
89        offset=offset-nb ;
90        for(int i=0;i<nbCells;i++) targetGlobalId[i]=offset+i ;
91    }
92    else targetGlobalId.assign(globalId,globalId+nbCells);
93
94    for (int i = 0; i < nbCells; i++)
95    {
96        int offs = i*nVertex;
97        Elt elt(boundsLon + offs, boundsLat + offs, nVertex);
98        targetElements.push_back(elt);
99        targetMesh.push_back(Node(elt.x, cptRadius(elt), &sourceElements.back()));
100        cptEltGeom(targetElements[i], Coord(pole[0], pole[1], pole[2]));
101    }
102
103
104}
105
106void Mapper::setSourceValue(const double* val)
107{
108    int size=sourceElements.size() ;
109    for(int i=0;i<size;++i) sourceElements[i].val=val[i] ;
110}
111
112void Mapper::getTargetValue(double* val)
113{
114    int size=targetElements.size() ;
115    for(int i=0;i<size;++i) val[i]=targetElements[i].val ;
116}
117
118vector<double> Mapper::computeWeights(int interpOrder, bool renormalize, bool quantity)
119{
120    vector<double> timings;
121    int mpiSize, mpiRank;
122    MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
123    MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
124
125    this->buildSSTree(sourceMesh, targetMesh);
126
127    if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Computing intersections ..." << endl;
128    double tic = cputime();
129    computeIntersection(&targetElements[0], targetElements.size());
130    timings.push_back(cputime() - tic);
131
132    tic = cputime();
133    if (interpOrder == 2) {
134        if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Computing grads ..." << endl;
135        buildMeshTopology();
136        computeGrads();
137    }
138    timings.push_back(cputime() - tic);
139
140    /* Prepare computation of weights */
141    /* compute number of intersections which for the first order case
142       corresponds to the number of edges in the remap matrix */
143    int nIntersections = 0;
144    for (int j = 0; j < targetElements.size(); j++)
145    {
146        Elt &elt = targetElements[j];
147        for (list<Polyg*>::iterator it = elt.is.begin(); it != elt.is.end(); it++)
148            nIntersections++;
149    }
150    /* overallocate for NMAX neighbours for each elements */
151    remapMatrix = new double[nIntersections*NMAX];
152    srcAddress = new int[nIntersections*NMAX];
153    srcRank = new int[nIntersections*NMAX];
154    dstAddress = new int[nIntersections*NMAX];
155    sourceWeightId =new long[nIntersections*NMAX];
156    targetWeightId =new long[nIntersections*NMAX];
157
158
159    if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Remapping..." << endl;
160    tic = cputime();
161    nWeights = remap(&targetElements[0], targetElements.size(), interpOrder, renormalize, quantity);
162    timings.push_back(cputime() - tic);
163
164    for (int i = 0; i < targetElements.size(); i++) targetElements[i].delete_intersections();
165
166    return timings;
167}
168
169/**
170  @param elements are cells of the target grid that are distributed over CPUs
171  indepentently of the distribution of the SS-tree.
172  @param nbElements is the size of the elements array.
173  @param order is the order of interpolaton (must be 1 or 2).
174  */
175int Mapper::remap(Elt *elements, int nbElements, int order, bool renormalize, bool quantity)
176{
177    int mpiSize, mpiRank;
178    MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
179    MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
180
181    /* create list of intersections (super mesh elements) for each rank */
182    multimap<int, Polyg *> *elementList = new multimap<int, Polyg *>[mpiSize];
183    for (int j = 0; j < nbElements; j++)
184    {
185        Elt& e = elements[j];
186        for (list<Polyg *>::iterator it = e.is.begin(); it != e.is.end(); it++)
187            elementList[(*it)->id.rank].insert(pair<int, Polyg *>((*it)->id.ind, *it));
188    }
189
190    int *nbSendElement = new int[mpiSize];
191    int **sendElement = new int*[mpiSize]; /* indices of elements required from other rank */
192    double **recvValue = new double*[mpiSize];
193    double **recvArea = new double*[mpiSize];
194    Coord **recvGrad = new Coord*[mpiSize];
195    GloId **recvNeighIds = new GloId*[mpiSize]; /* ids of the of the source neighbours which also contribute through gradient */
196    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
197    {
198        /* get size for allocation */
199        int last = -1; /* compares unequal to any index */
200        int index = -1; /* increased to starting index 0 in first iteration */
201        for (multimap<int, Polyg *>::iterator it = elementList[rank].begin(); it != elementList[rank].end(); ++it)
202        {
203            if (last != it->first)
204                index++;
205            (it->second)->id.ind = index;
206            last = it->first;
207        }
208        nbSendElement[rank] = index + 1;
209
210        /* if size is non-zero allocate and collect indices of elements on other ranks that we intersect */
211        if (nbSendElement[rank] > 0)
212        {
213            sendElement[rank] = new int[nbSendElement[rank]];
214            recvValue[rank]   = new double[nbSendElement[rank]];
215            recvArea[rank]    = new double[nbSendElement[rank]];
216            if (order == 2)
217            {
218                recvNeighIds[rank] = new GloId[nbSendElement[rank]*(NMAX+1)];
219                recvGrad[rank]    = new Coord[nbSendElement[rank]*(NMAX+1)];
220            }
221            else
222                recvNeighIds[rank] = new GloId[nbSendElement[rank]];
223
224            last = -1;
225            index = -1;
226            for (multimap<int, Polyg *>::iterator it = elementList[rank].begin(); it != elementList[rank].end(); ++it)
227            {
228                if (last != it->first)
229                    index++;
230                sendElement[rank][index] = it->first;
231                last = it->first;
232            }
233        }
234    }
235
236    /* communicate sizes of source elements to be sent (index lists and later values and gradients) */
237    int *nbRecvElement = new int[mpiSize];
238    MPI_Alltoall(nbSendElement, 1, MPI_INT, nbRecvElement, 1, MPI_INT, communicator);
239
240    /* communicate indices of source elements on other ranks whoes value and gradient we need (since intersection) */
241    int nbSendRequest = 0;
242    int nbRecvRequest = 0;
243    int **recvElement = new int*[mpiSize];
244    double **sendValue = new double*[mpiSize];
245    double **sendArea = new double*[mpiSize];
246    Coord **sendGrad = new Coord*[mpiSize];
247    GloId **sendNeighIds = new GloId*[mpiSize];
248    MPI_Request *sendRequest = new MPI_Request[4*mpiSize];
249    MPI_Request *recvRequest = new MPI_Request[4*mpiSize];
250    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
251    {
252        if (nbSendElement[rank] > 0)
253        {
254            MPI_Issend(sendElement[rank], nbSendElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
255            nbSendRequest++;
256        }
257
258        if (nbRecvElement[rank] > 0)
259        {
260            recvElement[rank] = new int[nbRecvElement[rank]];
261            sendValue[rank]   = new double[nbRecvElement[rank]];
262            sendArea[rank]   = new double[nbRecvElement[rank]];
263            if (order == 2)
264            {
265                sendNeighIds[rank] = new GloId[nbRecvElement[rank]*(NMAX+1)];
266                sendGrad[rank]    = new Coord[nbRecvElement[rank]*(NMAX+1)];
267            }
268            else
269            {
270                sendNeighIds[rank] = new GloId[nbRecvElement[rank]];
271            }
272            MPI_Irecv(recvElement[rank], nbRecvElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
273            nbRecvRequest++;
274        }
275    }
276
277    MPI_Status *status = new MPI_Status[4*mpiSize];
278
279    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
280    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
281
282    /* for all indices that have been received from requesting ranks: pack values and gradients, then send */
283    nbSendRequest = 0;
284    nbRecvRequest = 0;
285    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
286    {
287        if (nbRecvElement[rank] > 0)
288        {
289            int jj = 0; // jj == j if no weight writing
290            for (int j = 0; j < nbRecvElement[rank]; j++)
291            {
292                sendValue[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].val;
293                sendArea[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].area;
294                if (order == 2)
295                {
296                    sendGrad[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].grad;
297                    sendNeighIds[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].src_id;
298                    jj++;
299                    for (int i = 0; i < NMAX; i++)
300                    {
301                        sendGrad[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].gradNeigh[i];
302                        sendNeighIds[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].neighId[i];
303                        jj++;
304                    }
305                }
306                else
307                    sendNeighIds[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].src_id;
308            }
309            MPI_Issend(sendValue[rank], nbRecvElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
310            nbSendRequest++;
311            MPI_Issend(sendArea[rank], nbRecvElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 1, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
312            nbSendRequest++;
313            if (order == 2)
314            {
315                MPI_Issend(sendGrad[rank], 3*nbRecvElement[rank]*(NMAX+1),
316                        MPI_DOUBLE, rank, 2, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
317                nbSendRequest++;
318                MPI_Issend(sendNeighIds[rank], 4*nbRecvElement[rank]*(NMAX+1), MPI_INT, rank, 3, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
319                //ym  --> attention taille GloId
320                nbSendRequest++;
321            }
322            else
323            {
324                MPI_Issend(sendNeighIds[rank], 4*nbRecvElement[rank], MPI_INT, rank, 4, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
325                //ym  --> attention taille GloId
326                nbSendRequest++;               
327            }
328        }
329        if (nbSendElement[rank] > 0)
330        {
331            MPI_Irecv(recvValue[rank],  nbSendElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
332            nbRecvRequest++;
333            MPI_Irecv(recvArea[rank],  nbSendElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 1, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
334            nbRecvRequest++;
335            if (order == 2)
336            {
337                MPI_Irecv(recvGrad[rank], 3*nbSendElement[rank]*(NMAX+1),
338                        MPI_DOUBLE, rank, 2, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
339                nbRecvRequest++;
340                MPI_Irecv(recvNeighIds[rank], 4*nbSendElement[rank]*(NMAX+1), MPI_INT, rank, 3, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
341                //ym  --> attention taille GloId
342                nbRecvRequest++;
343            }
344            else
345            {
346                MPI_Irecv(recvNeighIds[rank], 4*nbSendElement[rank], MPI_INT, rank, 4, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
347                //ym  --> attention taille GloId
348                nbRecvRequest++;
349            }
350        }
351    }
352   
353    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
354    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status); 
355   
356   
357
358    /* now that all values and gradients are available use them to computed interpolated values on target
359       and also to compute weights */
360    int i = 0;
361    for (int j = 0; j < nbElements; j++)
362    {
363        Elt& e = elements[j];
364
365        /* since for the 2nd order case source grid elements can contribute to a destination grid element over several "paths"
366           (step1: gradient is computed using neighbours on same grid, step2: intersection uses several elements on other grid)
367           accumulate them so that there is only one final weight between two elements */
368        map<GloId,double> wgt_map;
369
370        /* for destination element `e` loop over all intersetions/the corresponding source elements */
371        for (list<Polyg *>::iterator it = e.is.begin(); it != e.is.end(); it++)
372        {
373            /* it is the intersection element, so it->x and it->area are barycentre and area of intersection element (super mesh)
374               but it->id is id of the source element that it intersects */
375            int n1 = (*it)->id.ind;
376            int rank = (*it)->id.rank;
377            double fk = recvValue[rank][n1];
378            double srcArea = recvArea[rank][n1];
379            double w = (*it)->area;
380            if (quantity) w/=srcArea ;
381
382            /* first order: src value times weight (weight = supermesh area), later divide by target area */
383            int kk = (order == 2) ? n1 * (NMAX + 1) : n1;
384            GloId neighID = recvNeighIds[rank][kk];
385            wgt_map[neighID] += w;
386
387            if (order == 2)
388            {
389                for (int k = 0; k < NMAX+1; k++)
390                {
391                    int kk = n1 * (NMAX + 1) + k;
392                    GloId neighID = recvNeighIds[rank][kk];
393                    if (neighID.ind != -1)  wgt_map[neighID] += w * scalarprod(recvGrad[rank][kk], (*it)->x);
394                }
395
396            }
397        }
398
399        double renorm=0;
400        if (renormalize) 
401            for (map<GloId,double>::iterator it = wgt_map.begin(); it != wgt_map.end(); it++) renorm+=it->second / e.area;
402        else renorm=1. ;
403
404        for (map<GloId,double>::iterator it = wgt_map.begin(); it != wgt_map.end(); it++)
405        {
406            if (quantity)  this->remapMatrix[i] = (it->second ) / renorm;
407            else this->remapMatrix[i] = (it->second / e.area) / renorm;
408            this->srcAddress[i] = it->first.ind;
409            this->srcRank[i] = it->first.rank;
410            this->dstAddress[i] = j;
411            this->sourceWeightId[i]= it->first.globalId ;
412            this->targetWeightId[i]= targetGlobalId[j] ;
413            i++;
414        }
415    }
416   
417    /* free all memory allocated in this function */
418    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
419    {
420        if (nbSendElement[rank] > 0)
421        {
422            delete[] sendElement[rank];
423            delete[] recvValue[rank];
424            delete[] recvArea[rank];
425            if (order == 2)
426            {
427                delete[] recvGrad[rank];
428            }
429            delete[] recvNeighIds[rank];
430        }
431        if (nbRecvElement[rank] > 0)
432        {
433            delete[] recvElement[rank];
434            delete[] sendValue[rank];
435            delete[] sendArea[rank];
436            if (order == 2)
437                delete[] sendGrad[rank];
438            delete[] sendNeighIds[rank];
439        }
440    }
441    delete[] status;
442    delete[] sendRequest;
443    delete[] recvRequest;
444    delete[] elementList;
445    delete[] nbSendElement;
446    delete[] nbRecvElement;
447    delete[] sendElement;
448    delete[] recvElement;
449    delete[] sendValue;
450    delete[] recvValue;
451    delete[] sendGrad;
452    delete[] recvGrad;
453    delete[] sendNeighIds;
454    delete[] recvNeighIds;
455   
456    return i;
457}
458
459void Mapper::computeGrads()
460{
461    /* array of pointers to collect local elements and elements received from other cpu */
462    vector<Elt*> globalElements(sstree.nbLocalElements + nbNeighbourElements);
463    int index = 0;
464    for (int i = 0; i < sstree.nbLocalElements; i++, index++)
465        globalElements[index] = &(sstree.localElements[i]);
466    for (int i = 0; i < nbNeighbourElements; i++, index++)
467        globalElements[index] = &neighbourElements[i];
468
469    update_baryc(sstree.localElements, sstree.nbLocalElements);
470    computeGradients(&globalElements[0], sstree.nbLocalElements);
471}
472
473/** for each element of the source grid, finds all the neighbouring elements that share an edge
474  (filling array neighbourElements). This is used later to compute gradients */
475void Mapper::buildMeshTopology()
476{
477    int mpiSize, mpiRank;
478    MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
479    MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
480
481    vector<Node> *routingList = new vector<Node>[mpiSize];
482    vector<vector<int> > routes(sstree.localTree.leafs.size());
483
484    sstree.routeIntersections(routes, sstree.localTree.leafs);
485
486    for (int i = 0; i < routes.size(); ++i)
487        for (int k = 0; k < routes[i].size(); ++k)
488            routingList[routes[i][k]].push_back(sstree.localTree.leafs[i]);
489    routingList[mpiRank].clear();
490
491
492    CMPIRouting mpiRoute(communicator);
493    mpiRoute.init(routes);
494    int nRecv = mpiRoute.getTotalSourceElement();
495
496    int *nbSendNode = new int[mpiSize];
497    int *nbRecvNode = new int[mpiSize];
498    int *sendMessageSize = new int[mpiSize];
499    int *recvMessageSize = new int[mpiSize];
500
501    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
502    {
503        nbSendNode[rank] = routingList[rank].size();
504        sendMessageSize[rank] = 0;
505        for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
506        {
507            Elt *elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
508            sendMessageSize[rank] += packedPolygonSize(*elt);
509        }
510    }
511
512    MPI_Alltoall(nbSendNode, 1, MPI_INT, nbRecvNode, 1, MPI_INT, communicator);
513    MPI_Alltoall(sendMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
514
515    char **sendBuffer = new char*[mpiSize];
516    char **recvBuffer = new char*[mpiSize];
517    int *pos = new int[mpiSize];
518
519    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
520    {
521        if (nbSendNode[rank] > 0) sendBuffer[rank] = new char[sendMessageSize[rank]];
522        if (nbRecvNode[rank] > 0) recvBuffer[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
523    }
524
525    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
526    {
527        pos[rank] = 0;
528        for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
529        {
530            Elt *elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
531            packPolygon(*elt, sendBuffer[rank], pos[rank]);
532        }
533    }
534    delete [] routingList;
535
536
537    int nbSendRequest = 0;
538    int nbRecvRequest = 0;
539    MPI_Request *sendRequest = new MPI_Request[mpiSize];
540    MPI_Request *recvRequest = new MPI_Request[mpiSize];
541    MPI_Status  *status      = new MPI_Status[mpiSize];
542
543    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
544    {
545        if (nbSendNode[rank] > 0)
546        {
547            MPI_Issend(sendBuffer[rank], sendMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
548            nbSendRequest++;
549        }
550        if (nbRecvNode[rank] > 0)
551        {
552            MPI_Irecv(recvBuffer[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
553            nbRecvRequest++;
554        }
555    }
556   
557    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
558    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
559
560    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
561        if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer[rank];
562    delete [] sendBuffer;
563
564    char **sendBuffer2 = new char*[mpiSize];
565    char **recvBuffer2 = new char*[mpiSize];
566
567    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
568    {
569        nbSendNode[rank] = 0;
570        sendMessageSize[rank] = 0;
571
572        if (nbRecvNode[rank] > 0)
573        {
574            set<NodePtr> neighbourList;
575            pos[rank] = 0;
576            for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
577            {
578                Elt elt;
579                unpackPolygon(elt, recvBuffer[rank], pos[rank]);
580                Node node(elt.x, cptRadius(elt), &elt);
581                findNeighbour(sstree.localTree.root, &node, neighbourList);
582            }
583            nbSendNode[rank] = neighbourList.size();
584            for (set<NodePtr>::iterator it = neighbourList.begin(); it != neighbourList.end(); it++)
585            {
586                Elt *elt = (Elt *) ((*it)->data);
587                sendMessageSize[rank] += packedPolygonSize(*elt);
588            }
589
590            sendBuffer2[rank] = new char[sendMessageSize[rank]];
591            pos[rank] = 0;
592
593            for (set<NodePtr>::iterator it = neighbourList.begin(); it != neighbourList.end(); it++)
594            {
595                Elt *elt = (Elt *) ((*it)->data);
596                packPolygon(*elt, sendBuffer2[rank], pos[rank]);
597            }
598        }
599    }
600    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
601        if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer[rank];
602    delete [] recvBuffer;
603
604
605    MPI_Barrier(communicator);
606    MPI_Alltoall(nbSendNode, 1, MPI_INT, nbRecvNode, 1, MPI_INT, communicator);
607    MPI_Alltoall(sendMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
608
609    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
610        if (nbRecvNode[rank] > 0) recvBuffer2[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
611
612    nbSendRequest = 0;
613    nbRecvRequest = 0;
614
615    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
616    {
617        if (nbSendNode[rank] > 0)
618        {
619            MPI_Issend(sendBuffer2[rank], sendMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
620            nbSendRequest++;
621        }
622        if (nbRecvNode[rank] > 0)
623        {
624            MPI_Irecv(recvBuffer2[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
625            nbRecvRequest++;
626        }
627    }
628
629    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
630    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
631
632    int nbNeighbourNodes = 0;
633    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
634        nbNeighbourNodes += nbRecvNode[rank];
635
636    neighbourElements = new Elt[nbNeighbourNodes];
637    nbNeighbourElements = nbNeighbourNodes;
638
639    int index = 0;
640    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
641    {
642        pos[rank] = 0;
643        for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
644        {
645            unpackPolygon(neighbourElements[index], recvBuffer2[rank], pos[rank]);
646            neighbourElements[index].id.ind = sstree.localTree.leafs.size() + index;
647            index++;
648        }
649    }
650    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
651    {
652        if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer2[rank];
653        if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer2[rank];
654    }
655    delete [] recvBuffer2;
656    delete [] sendBuffer2;
657    delete [] sendMessageSize;
658    delete [] recvMessageSize;
659    delete [] nbSendNode;
660    delete [] nbRecvNode;
661    delete [] sendRequest;
662    delete [] recvRequest;
663    delete [] status;
664    delete [] pos;
665
666    /* re-compute on received elements to avoid having to send this information */
667    neighbourNodes.resize(nbNeighbourNodes);
668    setCirclesAndLinks(neighbourElements, neighbourNodes);
669    cptAllEltsGeom(neighbourElements, nbNeighbourNodes, srcGrid.pole);
670
671    /* the local SS tree must include nodes from other cpus if they are potential
672       intersector of a local node */
673    sstree.localTree.insertNodes(neighbourNodes);
674
675    /* for every local element,
676       use the SS-tree to find all elements (including neighbourElements)
677       who are potential neighbours because their circles intersect,
678       then check all canditates for common edges to build up connectivity information
679       */
680    for (int j = 0; j < sstree.localTree.leafs.size(); j++)
681    {
682        Node& node = sstree.localTree.leafs[j];
683
684        /* find all leafs whoes circles that intersect node's circle and save into node->intersectors */
685        node.search(sstree.localTree.root);
686
687        Elt *elt = (Elt *)(node.data);
688
689        for (int i = 0; i < elt->n; i++) elt->neighbour[i] = NOT_FOUND;
690
691        /* for element `elt` loop through all nodes in the SS-tree
692           whoes circles intersect with the circle around `elt` (the SS intersectors)
693           and check if they are neighbours in the sense that the two elements share an edge.
694           If they do, save this information for elt */
695        for (list<NodePtr>::iterator it = (node.intersectors).begin(); it != (node.intersectors).end(); ++it)
696        {
697            Elt *elt2 = (Elt *)((*it)->data);
698            set_neighbour(*elt, *elt2);
699        }
700
701    }
702}
703
704/** @param elements are the target grid elements */
705void Mapper::computeIntersection(Elt *elements, int nbElements)
706{
707    int mpiSize, mpiRank;
708    MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
709    MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
710
711    MPI_Barrier(communicator);
712
713    vector<Node> *routingList = new vector<Node>[mpiSize];
714
715    vector<Node> routeNodes;  routeNodes.reserve(nbElements);
716    for (int j = 0; j < nbElements; j++)
717    {
718        elements[j].id.ind = j;
719        elements[j].id.rank = mpiRank;
720        routeNodes.push_back(Node(elements[j].x, cptRadius(elements[j]), &elements[j]));
721    }
722
723    vector<vector<int> > routes(routeNodes.size());
724    sstree.routeIntersections(routes, routeNodes);
725    for (int i = 0; i < routes.size(); ++i)
726        for (int k = 0; k < routes[i].size(); ++k)
727            routingList[routes[i][k]].push_back(routeNodes[i]);
728
729    if (verbose >= 2)
730    {
731        cout << " --> rank  " << mpiRank << " nbElements " << nbElements << " : ";
732        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
733            cout << routingList[rank].size() << "   ";
734        cout << endl;
735    }
736    MPI_Barrier(communicator);
737
738    int *nbSendNode = new int[mpiSize];
739    int *nbRecvNode = new int[mpiSize];
740    int *sentMessageSize = new int[mpiSize];
741    int *recvMessageSize = new int[mpiSize];
742
743    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
744    {
745        nbSendNode[rank] = routingList[rank].size();
746        sentMessageSize[rank] = 0;
747        for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
748        {
749            Elt *elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
750            sentMessageSize[rank] += packedPolygonSize(*elt);
751        }
752    }
753
754    MPI_Alltoall(nbSendNode, 1, MPI_INT, nbRecvNode, 1, MPI_INT, communicator);
755    MPI_Alltoall(sentMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
756
757    int total = 0;
758
759    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
760    {
761        total = total + nbRecvNode[rank];
762    }
763
764    if (verbose >= 2) cout << "---> rank " << mpiRank << " : compute intersection : total received nodes  " << total << endl;
765    char **sendBuffer = new char*[mpiSize];
766    char **recvBuffer = new char*[mpiSize];
767    int *pos = new int[mpiSize];
768
769    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
770    {
771        if (nbSendNode[rank] > 0) sendBuffer[rank] = new char[sentMessageSize[rank]];
772        if (nbRecvNode[rank] > 0) recvBuffer[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
773    }
774
775    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
776    {
777        pos[rank] = 0;
778        for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
779        {
780            Elt* elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
781            packPolygon(*elt, sendBuffer[rank], pos[rank]);
782        }
783    }
784    delete [] routingList;
785
786    int nbSendRequest = 0;
787    int nbRecvRequest = 0;
788    MPI_Request *sendRequest = new MPI_Request[mpiSize];
789    MPI_Request *recvRequest = new MPI_Request[mpiSize];
790    MPI_Status   *status = new MPI_Status[mpiSize];
791
792    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
793    {
794        if (nbSendNode[rank] > 0)
795        {
796            MPI_Issend(sendBuffer[rank], sentMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
797            nbSendRequest++;
798        }
799        if (nbRecvNode[rank] > 0)
800        {
801            MPI_Irecv(recvBuffer[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
802            nbRecvRequest++;
803        }
804    }
805
806    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
807    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
808
809    char **sendBuffer2 = new char*[mpiSize];
810    char **recvBuffer2 = new char*[mpiSize];
811
812    double tic = cputime();
813    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
814    {
815        sentMessageSize[rank] = 0;
816
817        if (nbRecvNode[rank] > 0)
818        {
819            Elt *recvElt = new Elt[nbRecvNode[rank]];
820            pos[rank] = 0;
821            for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
822            {
823                unpackPolygon(recvElt[j], recvBuffer[rank], pos[rank]);
824                cptEltGeom(recvElt[j], tgtGrid.pole);
825                Node recvNode(recvElt[j].x, cptRadius(recvElt[j]), &recvElt[j]);
826                recvNode.search(sstree.localTree.root);
827                /* for a node holding an element of the target, loop throught candidates for intersecting source */
828                for (list<NodePtr>::iterator it = (recvNode.intersectors).begin(); it != (recvNode.intersectors).end(); ++it)
829                {
830                    Elt *elt2 = (Elt *) ((*it)->data);
831                    /* recvElt is target, elt2 is source */
832                    intersect(&recvElt[j], elt2);
833                    //intersect_ym(&recvElt[j], elt2);
834                }
835                if (recvElt[j].is.size() > 0) sentMessageSize[rank] += packIntersectionSize(recvElt[j]);
836
837                // here recvNode goes out of scope
838            }
839
840            if (sentMessageSize[rank] > 0)
841            {
842                sentMessageSize[rank] += sizeof(int);
843                sendBuffer2[rank] = new char[sentMessageSize[rank]];
844                *((int *) sendBuffer2[rank]) = 0;
845                pos[rank] = sizeof(int);
846                for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
847                {
848                    packIntersection(recvElt[j], sendBuffer2[rank], pos[rank]);
849                    //FIXME should be deleted: recvElt[j].delete_intersections(); // intersection areas have been packed to buffer and won't be used any more
850                }
851            }
852            delete [] recvElt;
853        }
854    }
855    delete [] pos;
856
857    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
858    {
859        if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer[rank];
860        if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer[rank];
861        nbSendNode[rank] = 0;
862    }
863
864    if (verbose >= 2) cout << "Rank " << mpiRank << "  Compute (internal) intersection " << cputime() - tic << " s" << endl;
865    MPI_Alltoall(sentMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
866
867    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
868        if (recvMessageSize[rank] > 0)
869            recvBuffer2[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
870
871    nbSendRequest = 0;
872    nbRecvRequest = 0;
873
874    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
875    {
876        if (sentMessageSize[rank] > 0)
877        {
878            MPI_Issend(sendBuffer2[rank], sentMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
879            nbSendRequest++;
880        }
881        if (recvMessageSize[rank] > 0)
882        {
883            MPI_Irecv(recvBuffer2[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
884            nbRecvRequest++;
885        }
886    }
887   
888    MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
889    MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
890
891    delete [] sendRequest;
892    delete [] recvRequest;
893    delete [] status;
894    for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
895    {
896        if (nbRecvNode[rank] > 0)
897        {
898            if (sentMessageSize[rank] > 0)
899                delete [] sendBuffer2[rank];
900        }
901
902        if (recvMessageSize[rank] > 0)
903        {
904            unpackIntersection(elements, recvBuffer2[rank]);
905            delete [] recvBuffer2[rank];
906        }
907    }
908    delete [] sendBuffer2;
909    delete [] recvBuffer2;
910    delete [] sendBuffer;
911    delete [] recvBuffer;
912
913    delete [] nbSendNode;
914    delete [] nbRecvNode;
915    delete [] sentMessageSize;
916    delete [] recvMessageSize;
917}
918
919Mapper::~Mapper()
920{
921    delete [] remapMatrix;
922    delete [] srcAddress;
923    delete [] srcRank;
924    delete [] dstAddress;
925    if (neighbourElements) delete [] neighbourElements;
926}
927
928}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.