source: palm/trunk/SOURCE/exchange_horiz.f90 @ 2000

Last change on this file since 2000 was 2000, checked in by knoop, 8 years ago

Forced header and separation lines into 80 columns

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.9 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 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22! Forced header and separation lines into 80 columns
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: exchange_horiz.f90 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop $
27!
28! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
29! Removed code for parameter file check (__check)
30!
31! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
32! Code annotations made doxygen readable
33!
34! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
35! Added new routine for exchange of three-dimensional integer arrays
36!
37! 1569 2015-03-12 07:54:38Z raasch
38! bugfix in background communication part
39!
40! 1348 2014-03-27 18:01:03Z raasch
41! bugfix: on_device added to ONLY-list
42!
43! 1344 2014-03-26 17:33:09Z kanani
44! Added missing parameters to ONLY-attribute
45!
46! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
47! ONLY-attribute added to USE-statements,
48! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
49! kinds are defined in new module kinds,
50! revision history before 2012 removed,
51! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
52! all variable declaration statements
53!
54! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
55! openacc loop and loop vector clauses removed
56!
57! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
58! modifications for asynchronous transfer,
59! local variables req, wait_stat are global now, and have been moved to module
60! pegrid
61!
62! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
63! GPU-porting for single-core (1PE) mode
64!
65! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
66! code put under GPL (PALM 3.9)
67!
68! 841 2012-02-28 12:29:49Z maronga
69! Excluded routine from compilation of namelist_file_check
70!
71! Revision 1.1  1997/07/24 11:13:29  raasch
72! Initial revision
73!
74!
75! Description:
76! ------------
77!> Exchange of lateral boundary values (parallel computers) and cyclic
78!> lateral boundary conditions, respectively.
79!------------------------------------------------------------------------------!
80 SUBROUTINE exchange_horiz( ar, nbgp_local)
81 
82
83    USE control_parameters,                                                    &
84        ONLY:  bc_lr, bc_lr_cyc, bc_ns, bc_ns_cyc, grid_level,                 &
85               mg_switch_to_pe0, on_device, synchronous_exchange
86               
87    USE cpulog,                                                                &
88        ONLY:  cpu_log, log_point_s
89       
90    USE indices,                                                               &
91        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb, nzt
92       
93    USE kinds
94   
95    USE pegrid
96
97    IMPLICIT NONE
98
99
100    INTEGER(iwp) ::  i           !<
101    INTEGER(iwp) ::  j           !<
102    INTEGER(iwp) ::  k           !<
103    INTEGER(iwp) ::  nbgp_local  !<
104   
105    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nys-nbgp_local:nyn+nbgp_local,               &
106                        nxl-nbgp_local:nxr+nbgp_local) ::  ar  !<
107                       
108
109    CALL cpu_log( log_point_s(2), 'exchange_horiz', 'start' )
110
111#if defined( __parallel )
112
113!
114!-- Exchange in x-direction of lateral boundaries
115    IF ( pdims(1) == 1  .OR.  mg_switch_to_pe0 )  THEN
116!
117!--    One-dimensional decomposition along y, boundary values can be exchanged
118!--    within the PE memory
119       IF ( bc_lr_cyc )  THEN
120          ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
121          ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
122       ENDIF
123
124    ELSE
125
126       IF ( synchronous_exchange )  THEN
127!
128!--       Send left boundary, receive right one (synchronous)
129          CALL MPI_SENDRECV(                                                   &
130              ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz(grid_level), pleft,  0, &
131              ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz(grid_level), pright, 0, &
132              comm2d, status, ierr )
133!
134!--       Send right boundary, receive left one (synchronous)
135          CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1,       &
136                             type_yz(grid_level), pright, 1,                   &
137                             ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local), 1,         &
138                             type_yz(grid_level), pleft,  1,                   &
139                             comm2d, status, ierr )
140
141       ELSE
142
143!
144!--       In case of background communication switched on, exchange is done
145!--       either along x or along y
146          IF ( send_receive == 'lr'  .OR.  send_receive == 'al' )  THEN
147
148             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
149                req(1:4)  = 0
150                req_count = 0
151             ENDIF
152!
153!--          Send left boundary, receive right one (asynchronous)
154             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz(grid_level), &
155                             pleft, req_count, comm2d, req(req_count+1), ierr )
156             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz(grid_level), &
157                             pright, req_count, comm2d, req(req_count+2), ierr )
158!
159!--          Send right boundary, receive left one (asynchronous)
160             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1,       &
161                             type_yz(grid_level), pright, req_count+1, comm2d, &
162                             req(req_count+3), ierr )
163             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
164                             type_yz(grid_level), pleft,  req_count+1, comm2d, &
165                             req(req_count+4), ierr )
166
167             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
168                CALL MPI_WAITALL( 4, req, wait_stat, ierr )
169             ELSE
170                req_count = req_count + 4
171             ENDIF
172
173          ENDIF
174
175       ENDIF
176
177    ENDIF
178
179
180    IF ( pdims(2) == 1  .OR.  mg_switch_to_pe0 )  THEN
181!
182!--    One-dimensional decomposition along x, boundary values can be exchanged
183!--    within the PE memory
184       IF ( bc_ns_cyc )  THEN
185          ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
186          ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
187       ENDIF
188
189    ELSE
190
191       IF ( synchronous_exchange )  THEN
192!
193!--       Send front boundary, receive rear one (synchronous)
194          CALL MPI_SENDRECV(                                                   &
195              ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz(grid_level), psouth, 0, &
196              ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz(grid_level), pnorth, 0, &
197              comm2d, status, ierr )
198!
199!--       Send rear boundary, receive front one (synchronous)
200          CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,       &
201                             type_xz(grid_level), pnorth, 1,                   &
202                             ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
203                             type_xz(grid_level), psouth, 1,                   &
204                             comm2d, status, ierr )
205
206       ELSE
207
208!
209!--       In case of background communication switched on, exchange is done
210!--       either along x or along y
211          IF ( send_receive == 'ns'  .OR.  send_receive == 'al' )  THEN
212
213             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
214                req(1:4)  = 0
215                req_count = 0
216             ENDIF
217
218!
219!--          Send front boundary, receive rear one (asynchronous)
220             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz(grid_level), &
221                             psouth, req_count, comm2d, req(req_count+1), ierr )
222             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz(grid_level), &
223                             pnorth, req_count, comm2d, req(req_count+2), ierr )
224!
225!--          Send rear boundary, receive front one (asynchronous)
226             CALL MPI_ISEND( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,       &
227                             type_xz(grid_level), pnorth, req_count+1, comm2d, &
228                             req(req_count+3), ierr )
229             CALL MPI_IRECV( ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,       &
230                             type_xz(grid_level), psouth, req_count+1, comm2d, &
231                             req(req_count+4), ierr )
232
233             IF ( .NOT. sendrecv_in_background )  THEN
234                CALL MPI_WAITALL( 4, req, wait_stat, ierr )
235             ELSE
236                req_count = req_count + 4
237             ENDIF
238
239          ENDIF
240
241       ENDIF
242
243    ENDIF
244
245#else
246
247!
248!-- Lateral boundary conditions in the non-parallel case.
249!-- Case dependent, because in GPU mode still not all arrays are on device. This
250!-- workaround has to be removed later. Also, since PGI compiler 12.5 has problems
251!-- with array syntax, explicit loops are used.
252    IF ( bc_lr == 'cyclic' )  THEN
253       IF ( on_device )  THEN
254          !$acc kernels present( ar )
255          !$acc loop independent
256          DO  i = 0, nbgp_local-1
257             DO  j = nys-nbgp_local, nyn+nbgp_local
258                DO  k = nzb, nzt+1
259                   ar(k,j,nxl-nbgp_local+i) = ar(k,j,nxr-nbgp_local+1+i)
260                   ar(k,j,nxr+1+i)          = ar(k,j,nxl+i)
261                ENDDO
262             ENDDO
263          ENDDO
264          !$acc end kernels
265       ELSE
266          ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
267          ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
268       ENDIF
269    ENDIF
270
271    IF ( bc_ns == 'cyclic' )  THEN
272       IF ( on_device )  THEN
273          !$acc kernels present( ar )
274          DO  i = nxl-nbgp_local, nxr+nbgp_local
275             !$acc loop independent
276             DO  j = 0, nbgp_local-1
277                !$acc loop independent
278                DO  k = nzb, nzt+1
279                   ar(k,nys-nbgp_local+j,i) = ar(k,nyn-nbgp_local+1+j,i)
280                   ar(k,nyn+1+j,i)          = ar(k,nys+j,i)
281                ENDDO
282             ENDDO
283          ENDDO
284          !$acc end kernels
285       ELSE
286          ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
287          ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
288       ENDIF
289    ENDIF
290
291#endif
292    CALL cpu_log( log_point_s(2), 'exchange_horiz', 'stop' )
293
294 END SUBROUTINE exchange_horiz
295
296
297!------------------------------------------------------------------------------!
298! Description:
299! ------------
300!> @todo Missing subroutine description.
301!------------------------------------------------------------------------------!
302 SUBROUTINE exchange_horiz_int( ar, nbgp_local)
303
304    USE control_parameters,                                                    &
305        ONLY:  bc_lr, bc_lr_cyc, bc_ns, bc_ns_cyc
306                       
307    USE indices,                                                               &
308        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb, nzt
309       
310    USE kinds
311   
312    USE pegrid
313
314    IMPLICIT NONE
315
316
317    INTEGER(iwp) ::  nbgp_local  !< number of ghost points
318   
319    INTEGER(iwp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nys-nbgp_local:nyn+nbgp_local,           &
320                        nxl-nbgp_local:nxr+nbgp_local) ::  ar  !< treated array
321
322
323#if defined( __parallel )
324    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
325!
326!--    One-dimensional decomposition along y, boundary values can be exchanged
327!--    within the PE memory
328       IF ( bc_lr_cyc )  THEN
329          ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
330          ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
331       ENDIF
332    ELSE
333!
334!--    Send left boundary, receive right one (synchronous)
335       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
336           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl),   1, type_yz_int, pleft,  0,            &
337           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1), 1, type_yz_int, pright, 0,            &
338           comm2d, status, ierr )
339!
340!--    Send right boundary, receive left one (synchronous)
341       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
342           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxr+1-nbgp_local), 1, type_yz_int, pright, 1, &
343           ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1, type_yz_int, pleft,  1, &
344           comm2d, status, ierr )
345    ENDIF
346
347
348    IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
349!
350!--    One-dimensional decomposition along x, boundary values can be exchanged
351!--    within the PE memory
352       IF ( bc_ns_cyc )  THEN
353          ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
354          ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
355       ENDIF
356
357    ELSE
358
359!
360!--    Send front boundary, receive rear one (synchronous)
361       CALL MPI_SENDRECV(                                                      &
362           ar(nzb,nys,nxl-nbgp_local),   1, type_xz_int, psouth, 0,            &
363           ar(nzb,nyn+1,nxl-nbgp_local), 1, type_xz_int, pnorth, 0,            &
364           comm2d, status, ierr )
365!
366!--    Send rear boundary, receive front one (synchronous)
367       CALL MPI_SENDRECV( ar(nzb,nyn-nbgp_local+1,nxl-nbgp_local), 1,          &
368                          type_xz_int, pnorth, 1,                              &
369                          ar(nzb,nys-nbgp_local,nxl-nbgp_local),   1,          &
370                          type_xz_int, psouth, 1,                              &
371                          comm2d, status, ierr )
372
373    ENDIF
374
375#else
376
377    IF ( bc_lr == 'cyclic' )  THEN
378       ar(:,:,nxl-nbgp_local:nxl-1) = ar(:,:,nxr-nbgp_local+1:nxr)
379       ar(:,:,nxr+1:nxr+nbgp_local) = ar(:,:,nxl:nxl+nbgp_local-1)
380    ENDIF
381
382    IF ( bc_ns == 'cyclic' )  THEN
383       ar(:,nys-nbgp_local:nys-1,:) = ar(:,nyn-nbgp_local+1:nyn,:)
384       ar(:,nyn+1:nyn+nbgp_local,:) = ar(:,nys:nys+nbgp_local-1,:)
385    ENDIF
386
387#endif
388
389
390 END SUBROUTINE exchange_horiz_int
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.