source: palm/trunk/SOURCE/exchange_horiz.f90 @ 2236

Last change on this file since 2236 was 2119, checked in by raasch, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.0 KB
Line 
1!> @file exchange_horiz.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: exchange_horiz.f90 2119 2017-01-17 16:51:50Z suehring $
27!
28! 2118 2017-01-17 16:38:49Z raasch
29! OpenACC directives and related code removed
30!
31! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
32! Forced header and separation lines into 80 columns
33!
34! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
35! Removed code for parameter file check (__check)
36!
37! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
38! Code annotations made doxygen readable
39!
40! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
41! Added new routine for exchange of three-dimensional integer arrays
42!
43! 1569 2015-03-12 07:54:38Z raasch
44! bugfix in background communication part
45!
46! 1348 2014-03-27 18:01:03Z raasch
47! bugfix: on_device added to ONLY-list
48!
49! 1344 2014-03-26 17:33:09Z kanani
50! Added missing parameters to ONLY-attribute
51!
52! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
53! ONLY-attribute added to USE-statements,
54! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
55! kinds are defined in new module kinds,
56! revision history before 2012 removed,
57! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
58! all variable declaration statements
59!
60! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
61! openacc loop and loop vector clauses removed
62!
63! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
64! modifications for asynchronous transfer,
65! local variables req, wait_stat are global now, and have been moved to module
66! pegrid
67!
68! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
69! GPU-porting for single-core (1PE) mode
70!
71! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
72! code put under GPL (PALM 3.9)
73!
74! 841 2012-02-28 12:29:49Z maronga
75! Excluded routine from compilation of namelist_file_check
76!
77! Revision 1.1  1997/07/24 11:13:29  raasch
78! Initial revision
79!
80!
81! Description:
82! ------------
83!> Exchange of lateral boundary values (parallel computers) and cyclic
84!> lateral boundary conditions, respectively.
85!------------------------------------------------------------------------------!
86 SUBROUTINE exchange_horiz( ar, nbgp_local)
87 
88
89    USE control_parameters,                                                    &
90        ONLY:  bc_lr, bc_lr_cyc, bc_ns, bc_ns_cyc, grid_level,                 &
91               mg_switch_to_pe0, synchronous_exchange
92               
93    USE cpulog,                                                                &
94        ONLY:  cpu_log, log_point_s
95       
96    USE indices,                                                               &
97        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb, nzt
98       
99    USE kinds
100   
101    USE pegrid
102
103    IMPLICIT NONE
104
105
106    INTEGER(iwp) ::  i           !<
107    INTEGER(iwp) ::  j           !<
108    INTEGER(iwp) ::  k           !<
109    INTEGER(iwp) ::  nbgp_local  !<
110   
111    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nys-nbgp_local:nyn+nbgp_local,               &
112                        nxl-nbgp_local:nxr+nbgp_local) ::  ar  !<
113                       
114
115    CALL cpu_log( log_point_s(2), 'exchange_horiz', 'start' )
116
117#if defined( __parallel )
118
119!
120!-- Exchange in x-direction of lateral boundaries
121    IF ( pdims(1) == 1  .OR.  mg_switch_to_pe0 )  THEN
122!
123!--    One-dimensional decomposition along y, boundary values can be exchanged
124!--    within the PE memory
125       IF ( bc_lr_cyc )  THEN
126          ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
127          ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
128       ENDIF
129
130    ELSE
131
132       IF ( synchronous_exchange )  THEN
133!
134!--       Send left boundary, receive right one (synchronous)
135          CALL MPI_SENDRECV(                                                   &
136              ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz(grid_level), pleft,  0, &
137              ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz(grid_level), pright, 0, &
138              comm2d, status, ierr )
139!
140!--       Send right boundary, receive left one (synchronous)
141          CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1,       &
142                             type_yz(grid_level), pright, 1,                   &
143                             ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local), 1,         &
144                             type_yz(grid_level), pleft,  1,                   &
145                             comm2d, status, ierr )
146
147       ELSE
148
149!
150!--       In case of background communication switched on, exchange is done
151!--       either along x or along y
152          IF ( send_receive == 'lr'  .OR.  send_receive == 'al' )  THEN
153
154             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
155                req(1:4)  = 0
156                req_count = 0
157             ENDIF
158!
159!--          Send left boundary, receive right one (asynchronous)
160             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz(grid_level), &
161                             pleft, req_count, comm2d, req(req_count+1), ierr )
162             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz(grid_level), &
163                             pright, req_count, comm2d, req(req_count+2), ierr )
164!
165!--          Send right boundary, receive left one (asynchronous)
166             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1,       &
167                             type_yz(grid_level), pright, req_count+1, comm2d, &
168                             req(req_count+3), ierr )
169             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
170                             type_yz(grid_level), pleft,  req_count+1, comm2d, &
171                             req(req_count+4), ierr )
172
173             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
174                CALL MPI_WAITALL( 4, req, wait_stat, ierr )
175             ELSE
176                req_count = req_count + 4
177             ENDIF
178
179          ENDIF
180
181       ENDIF
182
183    ENDIF
184
185
186    IF ( pdims(2) == 1  .OR.  mg_switch_to_pe0 )  THEN
187!
188!--    One-dimensional decomposition along x, boundary values can be exchanged
189!--    within the PE memory
190       IF ( bc_ns_cyc )  THEN
191          ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
192          ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
193       ENDIF
194
195    ELSE
196
197       IF ( synchronous_exchange )  THEN
198!
199!--       Send front boundary, receive rear one (synchronous)
200          CALL MPI_SENDRECV(                                                   &
201              ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz(grid_level), psouth, 0, &
202              ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz(grid_level), pnorth, 0, &
203              comm2d, status, ierr )
204!
205!--       Send rear boundary, receive front one (synchronous)
206          CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,       &
207                             type_xz(grid_level), pnorth, 1,                   &
208                             ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
209                             type_xz(grid_level), psouth, 1,                   &
210                             comm2d, status, ierr )
211
212       ELSE
213
214!
215!--       In case of background communication switched on, exchange is done
216!--       either along x or along y
217          IF ( send_receive == 'ns'  .OR.  send_receive == 'al' )  THEN
218
219             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
220                req(1:4)  = 0
221                req_count = 0
222             ENDIF
223
224!
225!--          Send front boundary, receive rear one (asynchronous)
226             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz(grid_level), &
227                             psouth, req_count, comm2d, req(req_count+1), ierr )
228             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz(grid_level), &
229                             pnorth, req_count, comm2d, req(req_count+2), ierr )
230!
231!--          Send rear boundary, receive front one (asynchronous)
232             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,       &
233                             type_xz(grid_level), pnorth, req_count+1, comm2d, &
234                             req(req_count+3), ierr )
235             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
236                             type_xz(grid_level), psouth, req_count+1, comm2d, &
237                             req(req_count+4), ierr )
238
239             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
240                CALL MPI_WAITALL( 4, req, wait_stat, ierr )
241             ELSE
242                req_count = req_count + 4
243             ENDIF
244
245          ENDIF
246
247       ENDIF
248
249    ENDIF
250
251#else
252
253!
254!-- Lateral boundary conditions in the non-parallel case.
255!-- Case dependent, because in GPU mode still not all arrays are on device. This
256!-- workaround has to be removed later. Also, since PGI compiler 12.5 has problems
257!-- with array syntax, explicit loops are used.
258    IF ( bc_lr == 'cyclic' )  THEN
259       ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
260       ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
261    ENDIF
262
263    IF ( bc_ns == 'cyclic' )  THEN
264       ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
265       ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
266    ENDIF
267
268#endif
269    CALL cpu_log( log_point_s(2), 'exchange_horiz', 'stop' )
270
271 END SUBROUTINE exchange_horiz
272
273
274!------------------------------------------------------------------------------!
275! Description:
276! ------------
277!> @todo Missing subroutine description.
278!------------------------------------------------------------------------------!
279 SUBROUTINE exchange_horiz_int( ar, nbgp_local)
280
281    USE control_parameters,                                                    &
282        ONLY:  bc_lr, bc_lr_cyc, bc_ns, bc_ns_cyc
283                       
284    USE indices,                                                               &
285        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb, nzt
286       
287    USE kinds
288   
289    USE pegrid
290
291    IMPLICIT NONE
292
293
294    INTEGER(iwp) ::  nbgp_local  !< number of ghost points
295   
296    INTEGER(iwp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nys-nbgp_local:nyn+nbgp_local,           &
297                        nxl-nbgp_local:nxr+nbgp_local) ::  ar  !< treated array
298
299
300#if defined( __parallel )
301    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
302!
303!--    One-dimensional decomposition along y, boundary values can be exchanged
304!--    within the PE memory
305       IF ( bc_lr_cyc )  THEN
306          ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
307          ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
308       ENDIF
309    ELSE
310!
311!--    Send left boundary, receive right one (synchronous)
312       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
313           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz_int, pleft,  0,            &
314           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz_int, pright, 0,            &
315           comm2d, status, ierr )
316!
317!--    Send right boundary, receive left one (synchronous)
318       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
319           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1, type_yz_int, pright, 1, &
320           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1, type_yz_int, pleft,  1, &
321           comm2d, status, ierr )
322    ENDIF
323
324
325    IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
326!
327!--    One-dimensional decomposition along x, boundary values can be exchanged
328!--    within the PE memory
329       IF ( bc_ns_cyc )  THEN
330          ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
331          ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
332       ENDIF
333
334    ELSE
335
336!
337!--    Send front boundary, receive rear one (synchronous)
338       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
339           ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz_int, psouth, 0,            &
340           ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz_int, pnorth, 0,            &
341           comm2d, status, ierr )
342!
343!--    Send rear boundary, receive front one (synchronous)
344       CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,          &
345                          type_xz_int, pnorth, 1,                              &
346                          ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,          &
347                          type_xz_int, psouth, 1,                              &
348                          comm2d, status, ierr )
349
350    ENDIF
351
352#else
353
354    IF ( bc_lr == 'cyclic' )  THEN
355       ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
356       ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
357    ENDIF
358
359    IF ( bc_ns == 'cyclic' )  THEN
360       ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
361       ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
362    ENDIF
363
364#endif
365
366
367 END SUBROUTINE exchange_horiz_int
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.