source: XIOS/trunk/extern/remap/src/mapper.cpp @ 1140

Last change on this file since 1140 was 1140, checked in by yushan, 4 years ago

test_remap back to work

File size: 29.0 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
17/* A subdivition of an array into N sub-arays
18   can be represented by the length of the N arrays
19   or by the offsets when each of the N arrays starts.
20   This function convertes from the former to the latter. */
21void cptOffsetsFromLengths(const int *lengths, int *offsets, int sz)
22{
23        offsets[0] = 0;
24        for (int i = 1; i < sz; i++)
25                offsets[i] = offsets[i-1] + lengths[i-1];
26}
27
28
29void Mapper::setSourceMesh(const double* boundsLon, const double* boundsLat, int nVertex, int nbCells, const double* pole, const long int* globalId)
30{
31  srcGrid.pole = Coord(pole[0], pole[1], pole[2]);
32
33        int mpiRank, mpiSize;
34        MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
35        MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
36
37        sourceElements.reserve(nbCells);
38        sourceMesh.reserve(nbCells);
39  sourceGlobalId.resize(nbCells) ;
40
41  if (globalId==NULL)
42  {
43    long int offset ;
44    long int nb=nbCells ;
45    MPI_Scan(&nb,&offset,1,MPI_LONG,MPI_SUM,communicator) ;
46    offset=offset-nb ;
47    for(int i=0;i<nbCells;i++) sourceGlobalId[i]=offset+i ;
48  }
49  else sourceGlobalId.assign(globalId,globalId+nbCells);
50
51        for (int i = 0; i < nbCells; i++)
52        {
53                int offs = i*nVertex;
54                Elt elt(boundsLon + offs, boundsLat + offs, nVertex);
55                elt.src_id.rank = mpiRank;
56                elt.src_id.ind = i;
57    elt.src_id.globalId = sourceGlobalId[i];
58                sourceElements.push_back(elt);
59                sourceMesh.push_back(Node(elt.x, cptRadius(elt), &sourceElements.back()));
60                cptEltGeom(sourceElements[i], Coord(pole[0], pole[1], pole[2]));
61        }
62
63}
64
65void Mapper::setTargetMesh(const double* boundsLon, const double* boundsLat, int nVertex, int nbCells, const double* pole, const long int* globalId)
66{
67  tgtGrid.pole = Coord(pole[0], pole[1], pole[2]);
68
69        int mpiRank, mpiSize;
70        MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
71        MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
72
73        targetElements.reserve(nbCells);
74        targetMesh.reserve(nbCells);
75
76  targetGlobalId.resize(nbCells) ;
77  if (globalId==NULL)
78  {
79    long int offset ;
80    long int nb=nbCells ;
81    MPI_Scan(&nb,&offset,1,MPI_LONG,MPI_SUM,communicator) ;
82    offset=offset-nb ;
83    for(int i=0;i<nbCells;i++) targetGlobalId[i]=offset+i ;
84  }
85  else targetGlobalId.assign(globalId,globalId+nbCells);
86
87        for (int i = 0; i < nbCells; i++)
88        {
89                int offs = i*nVertex;
90                Elt elt(boundsLon + offs, boundsLat + offs, nVertex);
91                targetElements.push_back(elt);
92                targetMesh.push_back(Node(elt.x, cptRadius(elt), &sourceElements.back()));
93                cptEltGeom(targetElements[i], Coord(pole[0], pole[1], pole[2]));
94        }
95
96
97}
98
99void Mapper::setSourceValue(const double* val)
100{
101  int size=sourceElements.size() ;
102  for(int i=0;i<size;++i) sourceElements[i].val=val[i] ;
103}
104
105void Mapper::getTargetValue(double* val)
106{
107  int size=targetElements.size() ;
108  for(int i=0;i<size;++i) val[i]=targetElements[i].val ;
109}
110
111vector<double> Mapper::computeWeights(int interpOrder, bool renormalize, bool quantity)
112{
113        vector<double> timings;
114        int mpiSize, mpiRank;
115        MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
116        MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
117
118  this->buildSSTree(sourceMesh, targetMesh);
119
120        if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Computing intersections ..." << endl;
121        double tic = cputime();
122        computeIntersection(&targetElements[0], targetElements.size());
123        timings.push_back(cputime() - tic);
124
125        tic = cputime();
126        if (interpOrder == 2) {
127                if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Computing grads ..." << endl;
128                buildMeshTopology();
129                computeGrads();
130        }
131        timings.push_back(cputime() - tic);
132
133        /* Prepare computation of weights */
134        /* compute number of intersections which for the first order case
135           corresponds to the number of edges in the remap matrix */
136        int nIntersections = 0;
137        for (int j = 0; j < targetElements.size(); j++)
138        {
139                Elt &elt = targetElements[j];
140                for (list<Polyg*>::iterator it = elt.is.begin(); it != elt.is.end(); it++)
141                        nIntersections++;
142        }
143        /* overallocate for NMAX neighbours for each elements */
144        remapMatrix = new double[nIntersections*NMAX];
145        srcAddress = new int[nIntersections*NMAX];
146        srcRank = new int[nIntersections*NMAX];
147        dstAddress = new int[nIntersections*NMAX];
148  sourceWeightId =new long[nIntersections*NMAX];
149  targetWeightId =new long[nIntersections*NMAX];
150
151
152        if (mpiRank == 0 && verbose) cout << "Remapping..." << endl;
153        tic = cputime();
154        nWeights = remap(&targetElements[0], targetElements.size(), interpOrder, renormalize, quantity);
155        timings.push_back(cputime() - tic);
156
157  for (int i = 0; i < targetElements.size(); i++) targetElements[i].delete_intersections();
158
159        return timings;
160}
161
162/**
163   @param elements are cells of the target grid that are distributed over CPUs
164          indepentently of the distribution of the SS-tree.
165   @param nbElements is the size of the elements array.
166   @param order is the order of interpolaton (must be 1 or 2).
167*/
168int Mapper::remap(Elt *elements, int nbElements, int order, bool renormalize, bool quantity)
169{
170        int mpiSize, mpiRank;
171        MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
172        MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
173
174        /* create list of intersections (super mesh elements) for each rank */
175        multimap<int, Polyg *> *elementList = new multimap<int, Polyg *>[mpiSize];
176        for (int j = 0; j < nbElements; j++)
177        {
178                Elt& e = elements[j];
179                for (list<Polyg *>::iterator it = e.is.begin(); it != e.is.end(); it++)
180                        elementList[(*it)->id.rank].insert(pair<int, Polyg *>((*it)->id.ind, *it));
181        }
182
183        int *nbSendElement = new int[mpiSize];
184        int **sendElement = new int*[mpiSize]; /* indices of elements required from other rank */
185        double **recvValue = new double*[mpiSize];
186        double **recvArea = new double*[mpiSize];
187        Coord **recvGrad = new Coord*[mpiSize];
188        GloId **recvNeighIds = new GloId*[mpiSize]; /* ids of the of the source neighbours which also contribute through gradient */
189        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
190        {
191                /* get size for allocation */
192                int last = -1; /* compares unequal to any index */
193                int index = -1; /* increased to starting index 0 in first iteration */
194                for (multimap<int, Polyg *>::iterator it = elementList[rank].begin(); it != elementList[rank].end(); ++it)
195                {
196                        if (last != it->first)
197                                index++;
198                        (it->second)->id.ind = index;
199                        last = it->first;
200                }
201                nbSendElement[rank] = index + 1;
202
203                /* if size is non-zero allocate and collect indices of elements on other ranks that we intersect */
204                if (nbSendElement[rank] > 0)
205                {
206                        sendElement[rank] = new int[nbSendElement[rank]];
207                        recvValue[rank]   = new double[nbSendElement[rank]];
208                        recvArea[rank]    = new double[nbSendElement[rank]];
209                        if (order == 2)
210                        {
211                                recvNeighIds[rank] = new GloId[nbSendElement[rank]*(NMAX+1)];
212                                recvGrad[rank]    = new Coord[nbSendElement[rank]*(NMAX+1)];
213                        }
214                        else
215                                recvNeighIds[rank] = new GloId[nbSendElement[rank]];
216
217                        last = -1;
218                        index = -1;
219                        for (multimap<int, Polyg *>::iterator it = elementList[rank].begin(); it != elementList[rank].end(); ++it)
220                        {
221                                if (last != it->first)
222                                        index++;
223                                sendElement[rank][index] = it->first;
224                                last = it->first;
225                        }
226                }
227        }
228
229        /* communicate sizes of source elements to be sent (index lists and later values and gradients) */
230        int *nbRecvElement = new int[mpiSize];
231        MPI_Alltoall(nbSendElement, 1, MPI_INT, nbRecvElement, 1, MPI_INT, communicator);
232
233        /* communicate indices of source elements on other ranks whoes value and gradient we need (since intersection) */
234        int nbSendRequest = 0;
235        int nbRecvRequest = 0;
236        int **recvElement = new int*[mpiSize];
237        double **sendValue = new double*[mpiSize];
238        double **sendArea = new double*[mpiSize];
239        Coord **sendGrad = new Coord*[mpiSize];
240        GloId **sendNeighIds = new GloId*[mpiSize];
241        MPI_Request *sendRequest = new MPI_Request[4*mpiSize];
242        MPI_Request *recvRequest = new MPI_Request[4*mpiSize];
243        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
244        {
245                if (nbSendElement[rank] > 0)
246                {
247                        MPI_Issend(sendElement[rank], nbSendElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
248                        nbSendRequest++;
249                }
250
251                if (nbRecvElement[rank] > 0)
252                {
253                        recvElement[rank] = new int[nbRecvElement[rank]];
254                        sendValue[rank]   = new double[nbRecvElement[rank]];
255                        sendArea[rank]   = new double[nbRecvElement[rank]];
256                        if (order == 2)
257                        {
258                                sendNeighIds[rank] = new GloId[nbRecvElement[rank]*(NMAX+1)];
259                                sendGrad[rank]    = new Coord[nbRecvElement[rank]*(NMAX+1)];
260                        }
261                        else
262                        {
263                                sendNeighIds[rank] = new GloId[nbRecvElement[rank]];
264                        }
265                        MPI_Irecv(recvElement[rank], nbRecvElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
266                        nbRecvRequest++;
267                }
268        }
269        MPI_Status *status = new MPI_Status[4*mpiSize];
270       
271        MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
272        MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
273
274        /* for all indices that have been received from requesting ranks: pack values and gradients, then send */
275        nbSendRequest = 0;
276        nbRecvRequest = 0;
277        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
278        {
279                if (nbRecvElement[rank] > 0)
280                {
281                        int jj = 0; // jj == j if no weight writing
282                        for (int j = 0; j < nbRecvElement[rank]; j++)
283                        {
284                                sendValue[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].val;
285                                sendArea[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].area;
286                                if (order == 2)
287                                {
288                                        sendGrad[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].grad;
289//          cout<<"grad  "<<jj<<"  "<<recvElement[rank][j]<<"  "<<sendGrad[rank][jj]<<" "<<sstree.localElements[recvElement[rank][j]].grad<<endl ;
290                                        sendNeighIds[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].src_id;
291                                        jj++;
292                                        for (int i = 0; i < NMAX; i++)
293                                        {
294                                                sendGrad[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].gradNeigh[i];
295//            cout<<"grad  "<<jj<<"  "<<sendGrad[rank][jj]<<" "<<sstree.localElements[recvElement[rank][j]].grad<<endl ;
296            sendNeighIds[rank][jj] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].neighId[i];
297                                                jj++;
298                                        }
299                                }
300                                else
301                                        sendNeighIds[rank][j] = sstree.localElements[recvElement[rank][j]].src_id;
302                        }
303                        MPI_Issend(sendValue[rank],  nbRecvElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
304                        nbSendRequest++;
305                        MPI_Issend(sendArea[rank],  nbRecvElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
306                        nbSendRequest++;
307                        if (order == 2)
308                        {
309                                MPI_Issend(sendGrad[rank], 3*nbRecvElement[rank]*(NMAX+1),
310                                                                MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
311                                nbSendRequest++;
312                                MPI_Issend(sendNeighIds[rank], 4*nbRecvElement[rank]*(NMAX+1), MPI_INT, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
313//ym  --> attention taille GloId
314                                nbSendRequest++;
315                        }
316                        else
317                        {
318                                MPI_Issend(sendNeighIds[rank], 4*nbRecvElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
319//ym  --> attention taille GloId
320                                nbSendRequest++;
321                        }
322                }
323                if (nbSendElement[rank] > 0)
324                {
325                        MPI_Irecv(recvValue[rank],  nbSendElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
326                        nbRecvRequest++;
327                        MPI_Irecv(recvArea[rank],  nbSendElement[rank], MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
328                        nbRecvRequest++;
329                        if (order == 2)
330                        {
331                                MPI_Irecv(recvGrad[rank], 3*nbSendElement[rank]*(NMAX+1),
332                                                MPI_DOUBLE, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
333                                nbRecvRequest++;
334                                MPI_Irecv(recvNeighIds[rank], 4*nbSendElement[rank]*(NMAX+1), MPI_INT, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
335//ym  --> attention taille GloId
336                                nbRecvRequest++;
337                        }
338                        else
339                        {
340                                MPI_Irecv(recvNeighIds[rank], 4*nbSendElement[rank], MPI_INT, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
341//ym  --> attention taille GloId
342                                nbRecvRequest++;
343                        }
344                }
345        }
346       
347        MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
348        MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
349       
350
351        /* now that all values and gradients are available use them to computed interpolated values on target
352           and also to compute weights */
353        int i = 0;
354        for (int j = 0; j < nbElements; j++)
355        {
356                Elt& e = elements[j];
357
358                /* since for the 2nd order case source grid elements can contribute to a destination grid element over several "paths"
359                   (step1: gradient is computed using neighbours on same grid, step2: intersection uses several elements on other grid)
360                   accumulate them so that there is only one final weight between two elements */
361                map<GloId,double> wgt_map;
362
363                /* for destination element `e` loop over all intersetions/the corresponding source elements */
364                for (list<Polyg *>::iterator it = e.is.begin(); it != e.is.end(); it++)
365                {
366                        /* it is the intersection element, so it->x and it->area are barycentre and area of intersection element (super mesh)
367                        but it->id is id of the source element that it intersects */
368                        int n1 = (*it)->id.ind;
369                        int rank = (*it)->id.rank;
370                        double fk = recvValue[rank][n1];
371                        double srcArea = recvArea[rank][n1];
372                        double w = (*it)->area;
373      if (quantity) w/=srcArea ;
374
375                        /* first order: src value times weight (weight = supermesh area), later divide by target area */
376                        int kk = (order == 2) ? n1 * (NMAX + 1) : n1;
377                        GloId neighID = recvNeighIds[rank][kk];
378                        wgt_map[neighID] += w;
379
380                        if (order == 2)
381                        {
382                                for (int k = 0; k < NMAX+1; k++)
383                                {
384                                        int kk = n1 * (NMAX + 1) + k;
385                                        GloId neighID = recvNeighIds[rank][kk];
386                                        if (neighID.ind != -1)  wgt_map[neighID] += w * scalarprod(recvGrad[rank][kk], (*it)->x);
387                                }
388
389                        }
390                }
391
392    double renorm=0;
393    if (renormalize) 
394      for (map<GloId,double>::iterator it = wgt_map.begin(); it != wgt_map.end(); it++) renorm+=it->second / e.area;
395    else renorm=1. ;
396
397    for (map<GloId,double>::iterator it = wgt_map.begin(); it != wgt_map.end(); it++)
398                {
399      if (quantity)  this->remapMatrix[i] = (it->second ) / renorm;
400                        else this->remapMatrix[i] = (it->second / e.area) / renorm;
401                        this->srcAddress[i] = it->first.ind;
402                        this->srcRank[i] = it->first.rank;
403                        this->dstAddress[i] = j;
404      this->sourceWeightId[i]= it->first.globalId ;
405      this->targetWeightId[i]= targetGlobalId[j] ;
406                        i++;
407                }
408        }
409
410        /* free all memory allocated in this function */
411        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
412        {
413                if (nbSendElement[rank] > 0)
414                {
415                        delete[] sendElement[rank];
416                        delete[] recvValue[rank];
417                        delete[] recvArea[rank];
418                        if (order == 2)
419                        {
420                                delete[] recvGrad[rank];
421                        }
422                        delete[] recvNeighIds[rank];
423                }
424                if (nbRecvElement[rank] > 0)
425                {
426                        delete[] recvElement[rank];
427                        delete[] sendValue[rank];
428                        delete[] sendArea[rank];
429                        if (order == 2)
430                                delete[] sendGrad[rank];
431                        delete[] sendNeighIds[rank];
432                }
433        }
434        delete[] status;
435        delete[] sendRequest;
436        delete[] recvRequest;
437        delete[] elementList;
438        delete[] nbSendElement;
439        delete[] nbRecvElement;
440        delete[] sendElement;
441        delete[] recvElement;
442        delete[] sendValue;
443        delete[] recvValue;
444        delete[] sendGrad;
445        delete[] recvGrad;
446        delete[] sendNeighIds;
447        delete[] recvNeighIds;
448        return i;
449}
450
451void Mapper::computeGrads()
452{
453        /* array of pointers to collect local elements and elements received from other cpu */
454        vector<Elt*> globalElements(sstree.nbLocalElements + nbNeighbourElements);
455        int index = 0;
456        for (int i = 0; i < sstree.nbLocalElements; i++, index++)
457                globalElements[index] = &(sstree.localElements[i]);
458        for (int i = 0; i < nbNeighbourElements; i++, index++)
459                globalElements[index] = &neighbourElements[i];
460
461        update_baryc(sstree.localElements, sstree.nbLocalElements);
462        computeGradients(&globalElements[0], sstree.nbLocalElements);
463}
464
465/** for each element of the source grid, finds all the neighbouring elements that share an edge
466    (filling array neighbourElements). This is used later to compute gradients */
467void Mapper::buildMeshTopology()
468{
469        int mpiSize, mpiRank;
470        MPI_Comm_size(communicator, &mpiSize);
471        MPI_Comm_rank(communicator, &mpiRank);
472
473        vector<Node> *routingList = new vector<Node>[mpiSize];
474        vector<vector<int> > routes(sstree.localTree.leafs.size());
475
476        sstree.routeIntersections(routes, sstree.localTree.leafs);
477
478        for (int i = 0; i < routes.size(); ++i)
479                for (int k = 0; k < routes[i].size(); ++k)
480                        routingList[routes[i][k]].push_back(sstree.localTree.leafs[i]);
481        routingList[mpiRank].clear();
482
483
484        CMPIRouting mpiRoute(communicator);
485        mpiRoute.init(routes);
486        int nRecv = mpiRoute.getTotalSourceElement();
487// cout << mpiRank << " NRECV " << nRecv << "(" << routes.size() << ")"<< endl;
488
489        int *nbSendNode = new int[mpiSize];
490        int *nbRecvNode = new int[mpiSize];
491        int *sendMessageSize = new int[mpiSize];
492        int *recvMessageSize = new int[mpiSize];
493
494        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
495        {
496                nbSendNode[rank] = routingList[rank].size();
497                sendMessageSize[rank] = 0;
498                for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
499                {
500                        Elt *elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
501                        sendMessageSize[rank] += packedPolygonSize(*elt);
502                }
503        }
504
505        MPI_Alltoall(nbSendNode, 1, MPI_INT, nbRecvNode, 1, MPI_INT, communicator);
506        MPI_Alltoall(sendMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
507
508        char **sendBuffer = new char*[mpiSize];
509        char **recvBuffer = new char*[mpiSize];
510        int *pos = new int[mpiSize];
511
512        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
513        {
514                if (nbSendNode[rank] > 0) sendBuffer[rank] = new char[sendMessageSize[rank]];
515                if (nbRecvNode[rank] > 0) recvBuffer[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
516        }
517
518        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
519        {
520                pos[rank] = 0;
521                for (size_t j = 0; j < routingList[rank].size(); j++)
522                {
523                        Elt *elt = (Elt *) (routingList[rank][j].data);
524                        packPolygon(*elt, sendBuffer[rank], pos[rank]);
525                }
526        }
527        delete [] routingList;
528
529
530        int nbSendRequest = 0;
531        int nbRecvRequest = 0;
532        MPI_Request *sendRequest = new MPI_Request[mpiSize];
533        MPI_Request *recvRequest = new MPI_Request[mpiSize];
534        MPI_Status  *status      = new MPI_Status[mpiSize];
535
536        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
537        {
538                if (nbSendNode[rank] > 0)
539                {
540                        MPI_Issend(sendBuffer[rank], sendMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
541                        nbSendRequest++;
542                }
543                if (nbRecvNode[rank] > 0)
544                {
545                        MPI_Irecv(recvBuffer[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
546                        nbRecvRequest++;
547                }
548        }
549
550        MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
551        MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
552
553        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
554                if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer[rank];
555        delete [] sendBuffer;
556
557        char **sendBuffer2 = new char*[mpiSize];
558        char **recvBuffer2 = new char*[mpiSize];
559
560        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
561        {
562                nbSendNode[rank] = 0;
563                sendMessageSize[rank] = 0;
564
565                if (nbRecvNode[rank] > 0)
566                {
567                        set<NodePtr> neighbourList;
568                        pos[rank] = 0;
569                        for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
570                        {
571                                Elt elt;
572                                unpackPolygon(elt, recvBuffer[rank], pos[rank]);
573                                Node node(elt.x, cptRadius(elt), &elt);
574                                findNeighbour(sstree.localTree.root, &node, neighbourList);
575                        }
576                        nbSendNode[rank] = neighbourList.size();
577                        for (set<NodePtr>::iterator it = neighbourList.begin(); it != neighbourList.end(); it++)
578                        {
579                                Elt *elt = (Elt *) ((*it)->data);
580                                sendMessageSize[rank] += packedPolygonSize(*elt);
581                        }
582
583                        sendBuffer2[rank] = new char[sendMessageSize[rank]];
584                        pos[rank] = 0;
585
586                        for (set<NodePtr>::iterator it = neighbourList.begin(); it != neighbourList.end(); it++)
587                        {
588                                Elt *elt = (Elt *) ((*it)->data);
589                                packPolygon(*elt, sendBuffer2[rank], pos[rank]);
590                        }
591                }
592        }
593        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
594                if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer[rank];
595        delete [] recvBuffer;
596
597
598        MPI_Barrier(communicator);
599        MPI_Alltoall(nbSendNode, 1, MPI_INT, nbRecvNode, 1, MPI_INT, communicator);
600        MPI_Alltoall(sendMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
601
602        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
603                if (nbRecvNode[rank] > 0) recvBuffer2[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
604
605        nbSendRequest = 0;
606        nbRecvRequest = 0;
607
608        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
609        {
610                if (nbSendNode[rank] > 0)
611                {
612                        MPI_Issend(sendBuffer2[rank], sendMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
613                        nbSendRequest++;
614                }
615                if (nbRecvNode[rank] > 0)
616                {
617                        MPI_Irecv(recvBuffer2[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
618                        nbRecvRequest++;
619                }
620        }
621
622        MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
623        MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
624
625        int nbNeighbourNodes = 0;
626        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
627                nbNeighbourNodes += nbRecvNode[rank];
628
629        neighbourElements = new Elt[nbNeighbourNodes];
630        nbNeighbourElements = nbNeighbourNodes;
631
632        int index = 0;
633        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
634        {
635                pos[rank] = 0;
636                for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
637                {
638                        unpackPolygon(neighbourElements[index], recvBuffer2[rank], pos[rank]);
639                        neighbourElements[index].id.ind = sstree.localTree.leafs.size() + index;
640                        index++;
641                }
642        }
643        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
644        {
645                if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer2[rank];
646                if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer2[rank];
647        }
648        delete [] recvBuffer2;
649        delete [] sendBuffer2;
650        delete [] sendMessageSize;
651        delete [] recvMessageSize;
652        delete [] nbSendNode;
653        delete [] nbRecvNode;
654        delete [] sendRequest;
655        delete [] recvRequest;
656        delete [] status;
657        delete [] pos;
658
659        /* re-compute on received elements to avoid having to send this information */
660        neighbourNodes.resize(nbNeighbourNodes);
661        setCirclesAndLinks(neighbourElements, neighbourNodes);
662        cptAllEltsGeom(neighbourElements, nbNeighbourNodes, srcGrid.pole);
663
664        /* the local SS tree must include nodes from other cpus if they are potential
665           intersector of a local node */
666        sstree.localTree.insertNodes(neighbourNodes);
667
668        /* for every local element,
669           use the SS-tree to find all elements (including neighbourElements)
670           who are potential neighbours because their circles intersect,
671           then check all canditates for common edges to build up connectivity information
672        */
673        for (int j = 0; j < sstree.localTree.leafs.size(); j++)
674        {
675                Node& node = sstree.localTree.leafs[j];
676
677                /* find all leafs whoes circles that intersect node's circle and save into node->intersectors */
678                node.search(sstree.localTree.root);
679
680                Elt *elt = (Elt *)(node.data);
681
682                for (int i = 0; i < elt->n; i++) elt->neighbour[i] = NOT_FOUND;
683
684                /* for element `elt` loop through all nodes in the SS-tree
685                   whoes circles intersect with the circle around `elt` (the SS intersectors)
686                   and check if they are neighbours in the sense that the two elements share an edge.
687                   If they do, save this information for elt */
688                for (list<NodePtr>::iterator it = (node.intersectors).begin(); it != (node.intersectors).end(); ++it)
689                {
690                        Elt *elt2 = (Elt *)((*it)->data);
691                        set_neighbour(*elt, *elt2);
692                }
693
694/*
695                for (int i = 0; i < elt->n; i++)
696                {
697                        if (elt->neighbour[i] == NOT_FOUND)
698                                error_exit("neighbour not found");
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        char **sendBuffer2 = new char*[mpiSize];
809        char **recvBuffer2 = new char*[mpiSize];
810
811        double tic = cputime();
812        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
813        {
814                sentMessageSize[rank] = 0;
815
816                if (nbRecvNode[rank] > 0)
817                {
818                        Elt *recvElt = new Elt[nbRecvNode[rank]];
819                        pos[rank] = 0;
820                        for (int j = 0; j < nbRecvNode[rank]; j++)
821                        {
822                                unpackPolygon(recvElt[j], recvBuffer[rank], pos[rank]);
823                                cptEltGeom(recvElt[j], tgtGrid.pole);
824                                Node recvNode(recvElt[j].x, cptRadius(recvElt[j]), &recvElt[j]);
825                                recvNode.search(sstree.localTree.root);
826                                /* for a node holding an element of the target, loop throught candidates for intersecting source */
827                                for (list<NodePtr>::iterator it = (recvNode.intersectors).begin(); it != (recvNode.intersectors).end(); ++it)
828                                {
829                                        Elt *elt2 = (Elt *) ((*it)->data);
830                                        /* recvElt is target, elt2 is source */
831//                                      intersect(&recvElt[j], elt2);
832                                        intersect_ym(&recvElt[j], elt2);
833                                }
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        }
856        delete [] pos;
857
858        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
859        {
860                if (nbSendNode[rank] > 0) delete [] sendBuffer[rank];
861                if (nbRecvNode[rank] > 0) delete [] recvBuffer[rank];
862                nbSendNode[rank] = 0;
863        }
864
865        if (verbose >= 2) cout << "Rank " << mpiRank << "  Compute (internal) intersection " << cputime() - tic << " s" << endl;
866        MPI_Alltoall(sentMessageSize, 1, MPI_INT, recvMessageSize, 1, MPI_INT, communicator);
867
868        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
869                if (recvMessageSize[rank] > 0)
870                        recvBuffer2[rank] = new char[recvMessageSize[rank]];
871
872        nbSendRequest = 0;
873        nbRecvRequest = 0;
874
875        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
876        {
877                if (sentMessageSize[rank] > 0)
878                {
879                        MPI_Issend(sendBuffer2[rank], sentMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &sendRequest[nbSendRequest]);
880                        nbSendRequest++;
881                }
882                if (recvMessageSize[rank] > 0)
883                {
884                        MPI_Irecv(recvBuffer2[rank], recvMessageSize[rank], MPI_CHAR, rank, 0, communicator, &recvRequest[nbRecvRequest]);
885                        nbRecvRequest++;
886                }
887        }
888
889        MPI_Waitall(nbRecvRequest, recvRequest, status);
890        MPI_Waitall(nbSendRequest, sendRequest, status);
891
892        delete [] sendRequest;
893        delete [] recvRequest;
894        delete [] status;
895        for (int rank = 0; rank < mpiSize; rank++)
896        {
897                if (nbRecvNode[rank] > 0)
898                {
899                        if (sentMessageSize[rank] > 0)
900                                delete [] sendBuffer2[rank];
901                }
902
903                if (recvMessageSize[rank] > 0)
904                {
905                        unpackIntersection(elements, recvBuffer2[rank]);
906                        delete [] recvBuffer2[rank];
907                }
908        }
909        delete [] sendBuffer2;
910        delete [] recvBuffer2;
911        delete [] sendBuffer;
912        delete [] recvBuffer;
913
914        delete [] nbSendNode;
915        delete [] nbRecvNode;
916        delete [] sentMessageSize;
917        delete [] recvMessageSize;
918}
919
920Mapper::~Mapper()
921{
922        delete [] remapMatrix;
923        delete [] srcAddress;
924        delete [] srcRank;
925        delete [] dstAddress;
926        if (neighbourElements) delete [] neighbourElements;
927}
928
929}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.