source: palm/trunk/SOURCE/fft_xy.f90 @ 1188

Last change on this file since 1188 was 1167, checked in by raasch, 11 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.0 KB
RevLine 
[1]1 MODULE fft_xy
2
[1036]3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later 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 1997-2012  Leibniz University Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
[254]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
22!
[1167]23!
[1]24! Former revisions:
25! -----------------
[3]26! $Id: fft_xy.f90 1167 2013-05-24 14:03:34Z heinze $
[392]27!
[1167]28! 1166 2013-05-24 13:55:44Z raasch
29! C_DOUBLE/COMPLEX reset to dpk
30!
[1154]31! 1153 2013-05-10 14:33:08Z raasch
32! code adjustment of data types for CUDA fft required by PGI 12.3 / CUDA 5.0
33!
[1112]34! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
35! further openACC statements added, CUDA branch completely runs on GPU
36! bugfix: CUDA fft plans adjusted for domain decomposition (before they always
37! used total domain)
38!
[1107]39! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
40! CUDA fft added
41! array_kind renamed precision_kind, 3D- instead of 1D-loops in fft_x and fft_y
42! old fft_x, fft_y become fft_x_1d, fft_y_1d and are used for 1D-decomposition
43!
[1093]44! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
45! variable sizw declared for NEC case only
46!
[1037]47! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
48! code put under GPL (PALM 3.9)
49!
[392]50! 274 2009-03-26 15:11:21Z heinze
51! Output of messages replaced by message handling routine.
52!
53! Feb. 2007
[3]54! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
55!
[1]56! Revision 1.4  2006/03/28 12:27:09  raasch
57! Stop when system-specific fft is selected on NEC. For unknown reasons this
58! causes a program abort during first allocation in init_grid.
59!
60! Revision 1.2  2004/04/30 11:44:27  raasch
61! Module renamed from fft_for_1d_decomp to fft_xy, 1d-routines renamed to
62! fft_x and fft_y,
63! function FFT replaced by subroutine FFTN due to problems with 64-bit
64! mode on ibm,
65! shape of array cwork is explicitly stored in ishape/jshape and handled
66! to routine FFTN instead of shape-function (due to compiler error on
67! decalpha),
68! non vectorized FFT for nec included
69!
70! Revision 1.1  2002/06/11 13:00:49  raasch
71! Initial revision
72!
73!
74! Description:
75! ------------
76! Fast Fourier transformation along x and y for 1d domain decomposition along x.
77! Original version: Klaus Ketelsen (May 2002)
78!------------------------------------------------------------------------------!
79
80    USE control_parameters
81    USE indices
[1153]82#if defined( __cuda_fft )
83    USE ISO_C_BINDING
84#endif
[1106]85    USE precision_kind
[1]86    USE singleton
87    USE temperton_fft
[1106]88    USE transpose_indices
[1]89
90    IMPLICIT NONE
91
92    PRIVATE
[1106]93    PUBLIC fft_x, fft_x_1d, fft_y, fft_y_1d, fft_init, fft_x_m, fft_y_m
[1]94
95    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE ::  ifax_x, ifax_y
96
97    LOGICAL, SAVE                            ::  init_fft = .FALSE.
98
[1106]99    REAL, SAVE ::  dnx, dny, sqr_dnx, sqr_dny
[1]100    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE    ::  trigs_x, trigs_y
101
102#if defined( __ibm )
103    INTEGER, PARAMETER ::  nau1 = 20000, nau2 = 22000
104!
105!-- The following working arrays contain tables and have to be "save" and
106!-- shared in OpenMP sense
107    REAL, DIMENSION(nau1), SAVE ::  aux1, auy1, aux3, auy3
108#elif defined( __nec )
109    INTEGER, SAVE ::  nz1
110    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE ::  trig_xb, trig_xf, trig_yb, &
111                                              trig_yf
[1106]112#elif defined( __cuda_fft )
[1153]113    INTEGER(C_INT), SAVE ::  plan_xf, plan_xi, plan_yf, plan_yi
114    INTEGER, SAVE        ::  total_points_x_transpo, total_points_y_transpo
[1]115#endif
116
117!
118!-- Public interfaces
119    INTERFACE fft_init
120       MODULE PROCEDURE fft_init
121    END INTERFACE fft_init
122
123    INTERFACE fft_x
124       MODULE PROCEDURE fft_x
125    END INTERFACE fft_x
126
[1106]127    INTERFACE fft_x_1d
128       MODULE PROCEDURE fft_x_1d
129    END INTERFACE fft_x_1d
130
[1]131    INTERFACE fft_y
132       MODULE PROCEDURE fft_y
133    END INTERFACE fft_y
134
[1106]135    INTERFACE fft_y_1d
136       MODULE PROCEDURE fft_y_1d
137    END INTERFACE fft_y_1d
138
[1]139    INTERFACE fft_x_m
140       MODULE PROCEDURE fft_x_m
141    END INTERFACE fft_x_m
142
143    INTERFACE fft_y_m
144       MODULE PROCEDURE fft_y_m
145    END INTERFACE fft_y_m
146
147 CONTAINS
148
149
150    SUBROUTINE fft_init
151
[1106]152       USE cuda_fft_interfaces
153
[1]154       IMPLICIT NONE
155
156!
157!--    The following temporary working arrays have to be on stack or private
158!--    in OpenMP sense
159#if defined( __ibm )
160       REAL, DIMENSION(0:nx+2) :: workx
161       REAL, DIMENSION(0:ny+2) :: worky
162       REAL, DIMENSION(nau2)   :: aux2, auy2, aux4, auy4
163#elif defined( __nec )
164       REAL, DIMENSION(0:nx+3,nz+1)   ::  work_x
165       REAL, DIMENSION(0:ny+3,nz+1)   ::  work_y
166       REAL, DIMENSION(6*(nx+3),nz+1) ::  workx
167       REAL, DIMENSION(6*(ny+3),nz+1) ::  worky
168#endif 
169
170!
171!--    Return, if already called
172       IF ( init_fft )  THEN
173          RETURN
174       ELSE
175          init_fft = .TRUE.
176       ENDIF
177
178       IF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
179
[1106]180          dnx = 1.0 / ( nx + 1.0 )
181          dny = 1.0 / ( ny + 1.0 )
182          sqr_dnx = SQRT( dnx )
183          sqr_dny = SQRT( dny )
[1]184#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
185!
186!--       Initialize tables for fft along x
[1106]187          CALL DRCFT( 1, workx, 1, workx, 1, nx+1, 1,  1, sqr_dnx, aux1, nau1, &
[1]188                      aux2, nau2 )
[1106]189          CALL DCRFT( 1, workx, 1, workx, 1, nx+1, 1, -1, sqr_dnx, aux3, nau1, &
[1]190                      aux4, nau2 )
191!
192!--       Initialize tables for fft along y
[1106]193          CALL DRCFT( 1, worky, 1, worky, 1, ny+1, 1,  1, sqr_dny, auy1, nau1, &
[1]194                      auy2, nau2 )
[1106]195          CALL DCRFT( 1, worky, 1, worky, 1, ny+1, 1, -1, sqr_dny, auy3, nau1, &
[1]196                      auy4, nau2 )
197#elif defined( __nec )
[254]198          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
199                           '" currently does not work on NEC'
200          CALL message( 'fft_init', 'PA0187', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]201
202          ALLOCATE( trig_xb(2*(nx+1)), trig_xf(2*(nx+1)), &
203                    trig_yb(2*(ny+1)), trig_yf(2*(ny+1)) )
204
205          work_x = 0.0
206          work_y = 0.0
207          nz1  = nz + MOD( nz+1, 2 )  ! odd nz slows down fft significantly
208                                      ! when using the NEC ffts
209
210!
211!--       Initialize tables for fft along x (non-vector and vector case (M))
[1106]212          CALL DZFFT( 0, nx+1, sqr_dnx, work_x, work_x, trig_xf, workx, 0 )
213          CALL ZDFFT( 0, nx+1, sqr_dnx, work_x, work_x, trig_xb, workx, 0 )
214          CALL DZFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_dnx, work_x, nx+4, work_x, nx+4, &
[1]215                       trig_xf, workx, 0 )
[1106]216          CALL ZDFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_dnx, work_x, nx+4, work_x, nx+4, &
[1]217                       trig_xb, workx, 0 )
218!
219!--       Initialize tables for fft along y (non-vector and vector case (M))
[1106]220          CALL DZFFT( 0, ny+1, sqr_dny, work_y, work_y, trig_yf, worky, 0 )
221          CALL ZDFFT( 0, ny+1, sqr_dny, work_y, work_y, trig_yb, worky, 0 )
222          CALL DZFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_dny, work_y, ny+4, work_y, ny+4, &
[1]223                       trig_yf, worky, 0 )
[1106]224          CALL ZDFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_dny, work_y, ny+4, work_y, ny+4, &
[1]225                       trig_yb, worky, 0 )
[1106]226#elif defined( __cuda_fft )
227          total_points_x_transpo = (nx+1) * (nyn_x-nys_x+1) * (nzt_x-nzb_x+1)
228          total_points_y_transpo = (ny+1) * (nxr_y-nxl_y+1) * (nzt_y-nzb_y+1)
[1111]229          CALL CUFFTPLAN1D( plan_xf, nx+1, CUFFT_D2Z, (nyn_x-nys_x+1) * (nzt_x-nzb_x+1) )
230          CALL CUFFTPLAN1D( plan_xi, nx+1, CUFFT_Z2D, (nyn_x-nys_x+1) * (nzt_x-nzb_x+1) )
231          CALL CUFFTPLAN1D( plan_yf, ny+1, CUFFT_D2Z, (nxr_y-nxl_y+1) * (nzt_y-nzb_y+1) )
232          CALL CUFFTPLAN1D( plan_yi, ny+1, CUFFT_Z2D, (nxr_y-nxl_y+1) * (nzt_y-nzb_y+1) )
[1]233#else
[254]234          message_string = 'no system-specific fft-call available'
235          CALL message( 'fft_init', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]236#endif
237       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
238!
239!--       Temperton-algorithm
240!--       Initialize tables for fft along x and y
241          ALLOCATE( ifax_x(nx+1), ifax_y(ny+1), trigs_x(nx+1), trigs_y(ny+1) )
242
243          CALL set99( trigs_x, ifax_x, nx+1 )
244          CALL set99( trigs_y, ifax_y, ny+1 )
245
246       ELSEIF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
247
248          CONTINUE
249
250       ELSE
251
[254]252          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
253                           '" not available'
254          CALL message( 'fft_init', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]255       ENDIF
256
257    END SUBROUTINE fft_init
258
259
260    SUBROUTINE fft_x( ar, direction )
261
262!----------------------------------------------------------------------!
263!                                 fft_x                                !
264!                                                                      !
265!               Fourier-transformation along x-direction               !
[1106]266!                     Version for 2D-decomposition                     !
[1]267!                                                                      !
268!      fft_x uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
269!           system-specific routines, if they are available            !
270!----------------------------------------------------------------------!
271
[1106]272       USE cuda_fft_interfaces
[1153]273#if defined( __cuda_fft )
274       USE ISO_C_BINDING
275#endif
[1106]276
[1]277       IMPLICIT NONE
278
279       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
[1111]280       INTEGER ::  i, ishape(1), j, k
[1106]281
282       LOGICAL ::  forward_fft
283
284       REAL, DIMENSION(0:nx+2)   ::  work
285       REAL, DIMENSION(nx+2)     ::  work1
286       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
287#if defined( __ibm )
288       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  aux2, aux4
289#elif defined( __nec )
290       REAL, DIMENSION(6*(nx+1)) ::  work2
291#elif defined( __cuda_fft )
[1111]292       !$acc declare create( ar_tmp )
[1166]293       COMPLEX(dpk), DIMENSION(0:(nx+1)/2,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) ::  ar_tmp
[1106]294#endif
295       REAL, DIMENSION(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) ::  ar
296
297       IF ( direction == 'forward' )  THEN
298          forward_fft = .TRUE.
299       ELSE
300          forward_fft = .FALSE.
301       ENDIF
302
303       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
304
305!
306!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
307!--       since it is part of the model
308          ALLOCATE( cwork(0:nx) )
309     
310          IF ( forward_fft )   then
311
312             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( cwork, i, ishape, j, k )
313             !$OMP DO
314             DO  k = nzb_x, nzt_x
315                DO  j = nys_x, nyn_x
316
317                   DO  i = 0, nx
318                      cwork(i) = CMPLX( ar(i,j,k) )
319                   ENDDO
320
321                   ishape = SHAPE( cwork )
322                   CALL FFTN( cwork, ishape )
323
324                   DO  i = 0, (nx+1)/2
325                      ar(i,j,k) = REAL( cwork(i) )
326                   ENDDO
327                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
328                      ar(nx+1-i,j,k) = -AIMAG( cwork(i) )
329                   ENDDO
330
331                ENDDO
332             ENDDO
333             !$OMP END PARALLEL
334
335          ELSE
336
337             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( cwork, i, ishape, j, k )
338             !$OMP DO
339             DO  k = nzb_x, nzt_x
340                DO  j = nys_x, nyn_x
341
342                   cwork(0) = CMPLX( ar(0,j,k), 0.0 )
343                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
344                      cwork(i)      = CMPLX( ar(i,j,k), -ar(nx+1-i,j,k) )
345                      cwork(nx+1-i) = CMPLX( ar(i,j,k),  ar(nx+1-i,j,k) )
346                   ENDDO
347                   cwork((nx+1)/2) = CMPLX( ar((nx+1)/2,j,k), 0.0 )
348
349                   ishape = SHAPE( cwork )
350                   CALL FFTN( cwork, ishape, inv = .TRUE. )
351
352                   DO  i = 0, nx
353                      ar(i,j,k) = REAL( cwork(i) )
354                   ENDDO
355
356                ENDDO
357             ENDDO
358             !$OMP END PARALLEL
359
360          ENDIF
361
362          DEALLOCATE( cwork )
363
364       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
365
366!
367!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
368!--       since it is part of the model
369          IF ( forward_fft )  THEN
370
371             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
372             !$OMP DO
373             DO  k = nzb_x, nzt_x
374                DO  j = nys_x, nyn_x
375
376                   work(0:nx) = ar(0:nx,j,k)
377                   CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, -1 )
378
379                   DO  i = 0, (nx+1)/2
380                      ar(i,j,k) = work(2*i)
381                   ENDDO
382                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
383                      ar(nx+1-i,j,k) = work(2*i+1)
384                   ENDDO
385
386                ENDDO
387             ENDDO
388             !$OMP END PARALLEL
389
390          ELSE
391
392             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
393             !$OMP DO
394             DO  k = nzb_x, nzt_x
395                DO  j = nys_x, nyn_x
396
397                   DO  i = 0, (nx+1)/2
398                      work(2*i) = ar(i,j,k)
399                   ENDDO
400                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
401                      work(2*i+1) = ar(nx+1-i,j,k)
402                   ENDDO
403                   work(1)    = 0.0
404                   work(nx+2) = 0.0
405
406                   CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, 1 )
407                   ar(0:nx,j,k) = work(0:nx)
408
409                ENDDO
410             ENDDO
411             !$OMP END PARALLEL
412
413          ENDIF
414
415       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
416
417#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
418          IF ( forward_fft )  THEN
419
420             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
421             !$OMP DO
422             DO  k = nzb_x, nzt_x
423                DO  j = nys_x, nyn_x
424
425                   CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, nx+1, 1, 1, sqr_dnx, aux1, nau1, &
426                               aux2, nau2 )
427
428                   DO  i = 0, (nx+1)/2
429                      ar(i,j,k) = work(2*i)
430                   ENDDO
431                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
432                      ar(nx+1-i,j,k) = work(2*i+1)
433                   ENDDO
434
435                ENDDO
436             ENDDO
437             !$OMP END PARALLEL
438
439          ELSE
440
441             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
442             !$OMP DO
443             DO  k = nzb_x, nzt_x
444                DO  j = nys_x, nyn_x
445
446                   DO  i = 0, (nx+1)/2
447                      work(2*i) = ar(i,j,k)
448                   ENDDO
449                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
450                      work(2*i+1) = ar(nx+1-i,j,k)
451                   ENDDO
452                   work(1) = 0.0
453                   work(nx+2) = 0.0
454
455                   CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, nx+1, 1, -1, sqr_dnx, aux3, nau1, &
456                               aux4, nau2 )
457
458                   DO  i = 0, nx
459                      ar(i,j,k) = work(i)
460                   ENDDO
461
462                ENDDO
463             ENDDO
464             !$OMP END PARALLEL
465
466          ENDIF
467
468#elif defined( __nec )
469
470          IF ( forward_fft )  THEN
471
472             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
473             !$OMP DO
474             DO  k = nzb_x, nzt_x
475                DO  j = nys_x, nyn_x
476
477                   work(0:nx) = ar(0:nx,j,k)
478
479                   CALL DZFFT( 1, nx+1, sqr_dnx, work, work, trig_xf, work2, 0 )
480     
481                   DO  i = 0, (nx+1)/2
482                      ar(i,j,k) = work(2*i)
483                   ENDDO
484                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
485                      ar(nx+1-i,j,k) = work(2*i+1)
486                   ENDDO
487
488                ENDDO
489             ENDDO
490             !$END OMP PARALLEL
491
492          ELSE
493
494             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
495             !$OMP DO
496             DO  k = nzb_x, nzt_x
497                DO  j = nys_x, nyn_x
498
499                   DO  i = 0, (nx+1)/2
500                      work(2*i) = ar(i,j,k)
501                   ENDDO
502                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
503                      work(2*i+1) = ar(nx+1-i,j,k)
504                   ENDDO
505                   work(1) = 0.0
506                   work(nx+2) = 0.0
507
508                   CALL ZDFFT( -1, nx+1, sqr_dnx, work, work, trig_xb, work2, 0 )
509
510                   ar(0:nx,j,k) = work(0:nx)
511
512                ENDDO
513             ENDDO
514             !$OMP END PARALLEL
515
516          ENDIF
517
518#elif defined( __cuda_fft )
519
520          IF ( forward_fft )  THEN
521
[1111]522             !$acc data present( ar )
523             CALL CUFFTEXECD2Z( plan_xf, ar, ar_tmp )
[1106]524
[1111]525             !$acc kernels
526             !$acc loop
[1106]527             DO  k = nzb_x, nzt_x
528                DO  j = nys_x, nyn_x
529
[1111]530                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]531                   DO  i = 0, (nx+1)/2
[1111]532                      ar(i,j,k)      = REAL( ar_tmp(i,j,k) )  * dnx
[1106]533                   ENDDO
534
[1111]535                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]536                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
[1111]537                      ar(nx+1-i,j,k) = AIMAG( ar_tmp(i,j,k) ) * dnx
[1106]538                   ENDDO
539
540                ENDDO
541             ENDDO
[1111]542             !$acc end kernels
543             !$acc end data
[1106]544
545          ELSE
546
[1111]547             !$acc data present( ar )
548             !$acc kernels
549             !$acc loop
[1106]550             DO  k = nzb_x, nzt_x
551                DO  j = nys_x, nyn_x
552
[1111]553                   ar_tmp(0,j,k) = CMPLX( ar(0,j,k), 0.0 )
[1106]554
[1111]555                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]556                   DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
[1111]557                      ar_tmp(i,j,k) = CMPLX( ar(i,j,k), ar(nx+1-i,j,k) )
[1106]558                   ENDDO
[1111]559                   ar_tmp((nx+1)/2,j,k) = CMPLX( ar((nx+1)/2,j,k), 0.0 )
[1106]560
561                ENDDO
562             ENDDO
[1111]563             !$acc end kernels
[1106]564
[1111]565             CALL CUFFTEXECZ2D( plan_xi, ar_tmp, ar )
566             !$acc end data
[1106]567
568          ENDIF
569
570#else
571          message_string = 'no system-specific fft-call available'
572          CALL message( 'fft_x', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 )
573#endif
574
575       ELSE
576
577          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
578                           '" not available'
579          CALL message( 'fft_x', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
580
581       ENDIF
582
583    END SUBROUTINE fft_x
584
585    SUBROUTINE fft_x_1d( ar, direction )
586
587!----------------------------------------------------------------------!
588!                               fft_x_1d                               !
589!                                                                      !
590!               Fourier-transformation along x-direction               !
591!                     Version for 1D-decomposition                     !
592!                                                                      !
593!      fft_x uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
594!           system-specific routines, if they are available            !
595!----------------------------------------------------------------------!
596
597       IMPLICIT NONE
598
599       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
[1]600       INTEGER ::  i, ishape(1)
601
[1106]602       LOGICAL ::  forward_fft
603
[1]604       REAL, DIMENSION(0:nx)     ::  ar
605       REAL, DIMENSION(0:nx+2)   ::  work
606       REAL, DIMENSION(nx+2)     ::  work1
607       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
608#if defined( __ibm )
609       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  aux2, aux4
610#elif defined( __nec )
611       REAL, DIMENSION(6*(nx+1)) ::  work2
612#endif
613
[1106]614       IF ( direction == 'forward' )  THEN
615          forward_fft = .TRUE.
616       ELSE
617          forward_fft = .FALSE.
618       ENDIF
619
[1]620       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
621
622!
623!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
624!--       since it is part of the model
625          ALLOCATE( cwork(0:nx) )
626     
[1106]627          IF ( forward_fft )   then
[1]628
629             DO  i = 0, nx
630                cwork(i) = CMPLX( ar(i) )
631             ENDDO
632             ishape = SHAPE( cwork )
633             CALL FFTN( cwork, ishape )
634             DO  i = 0, (nx+1)/2
635                ar(i) = REAL( cwork(i) )
636             ENDDO
637             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
638                ar(nx+1-i) = -AIMAG( cwork(i) )
639             ENDDO
640
641          ELSE
642
643             cwork(0) = CMPLX( ar(0), 0.0 )
644             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
645                cwork(i)      = CMPLX( ar(i), -ar(nx+1-i) )
646                cwork(nx+1-i) = CMPLX( ar(i),  ar(nx+1-i) )
647             ENDDO
648             cwork((nx+1)/2) = CMPLX( ar((nx+1)/2), 0.0 )
649
650             ishape = SHAPE( cwork )
651             CALL FFTN( cwork, ishape, inv = .TRUE. )
652
653             DO  i = 0, nx
654                ar(i) = REAL( cwork(i) )
655             ENDDO
656
657          ENDIF
658
659          DEALLOCATE( cwork )
660
661       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
662
663!
664!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
665!--       since it is part of the model
[1106]666          IF ( forward_fft )  THEN
[1]667
668             work(0:nx) = ar
669             CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, -1 )
670
671             DO  i = 0, (nx+1)/2
672                ar(i) = work(2*i)
673             ENDDO
674             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
675                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
676             ENDDO
677
678          ELSE
679
680             DO  i = 0, (nx+1)/2
681                work(2*i) = ar(i)
682             ENDDO
683             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
684                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
685             ENDDO
686             work(1)    = 0.0
687             work(nx+2) = 0.0
688
689             CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, 1 )
690             ar = work(0:nx)
691
692          ENDIF
693
694       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
695
696#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
[1106]697          IF ( forward_fft )  THEN
[1]698
[1106]699             CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, nx+1, 1, 1, sqr_dnx, aux1, nau1, &
[1]700                         aux2, nau2 )
701
702             DO  i = 0, (nx+1)/2
703                ar(i) = work(2*i)
704             ENDDO
705             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
706                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
707             ENDDO
708
709          ELSE
710
711             DO  i = 0, (nx+1)/2
712                work(2*i) = ar(i)
713             ENDDO
714             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
715                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
716             ENDDO
717             work(1) = 0.0
718             work(nx+2) = 0.0
719
[1106]720             CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, nx+1, 1, -1, sqr_dnx, aux3, nau1, &
[1]721                         aux4, nau2 )
722
723             DO  i = 0, nx
724                ar(i) = work(i)
725             ENDDO
726
727          ENDIF
728#elif defined( __nec )
[1106]729          IF ( forward_fft )  THEN
[1]730
731             work(0:nx) = ar(0:nx)
732
[1106]733             CALL DZFFT( 1, nx+1, sqr_dnx, work, work, trig_xf, work2, 0 )
734     
[1]735             DO  i = 0, (nx+1)/2
736                ar(i) = work(2*i)
737             ENDDO
738             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
739                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
740             ENDDO
741
742          ELSE
743
744             DO  i = 0, (nx+1)/2
745                work(2*i) = ar(i)
746             ENDDO
747             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
748                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
749             ENDDO
750             work(1) = 0.0
751             work(nx+2) = 0.0
752
[1106]753             CALL ZDFFT( -1, nx+1, sqr_dnx, work, work, trig_xb, work2, 0 )
[1]754
755             ar(0:nx) = work(0:nx)
756
757          ENDIF
758#else
[254]759          message_string = 'no system-specific fft-call available'
[1106]760          CALL message( 'fft_x_1d', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]761#endif
762       ELSE
[274]763          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
764                           '" not available'
[1106]765          CALL message( 'fft_x_1d', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]766
767       ENDIF
768
[1106]769    END SUBROUTINE fft_x_1d
[1]770
771    SUBROUTINE fft_y( ar, direction )
772
773!----------------------------------------------------------------------!
774!                                 fft_y                                !
775!                                                                      !
776!               Fourier-transformation along y-direction               !
[1106]777!                     Version for 2D-decomposition                     !
[1]778!                                                                      !
779!      fft_y uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
780!           system-specific routines, if they are available            !
781!----------------------------------------------------------------------!
782
[1106]783       USE cuda_fft_interfaces
[1153]784#if defined( __cuda_fft )
785       USE ISO_C_BINDING
786#endif
[1106]787
[1]788       IMPLICIT NONE
789
790       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
[1111]791       INTEGER ::  i, j, jshape(1), k
[1106]792
793       LOGICAL ::  forward_fft
794
795       REAL, DIMENSION(0:ny+2)   ::  work
796       REAL, DIMENSION(ny+2)     ::  work1
797       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
798#if defined( __ibm )
799       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  auy2, auy4
800#elif defined( __nec )
801       REAL, DIMENSION(6*(ny+1)) ::  work2
802#elif defined( __cuda_fft )
[1111]803       !$acc declare create( ar_tmp )
[1166]804       COMPLEX(dpk), DIMENSION(0:(ny+1)/2,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) ::  ar_tmp
[1106]805#endif
806       REAL, DIMENSION(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) ::  ar
807
808       IF ( direction == 'forward' )  THEN
809          forward_fft = .TRUE.
810       ELSE
811          forward_fft = .FALSE.
812       ENDIF
813
814       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
815
816!
817!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
818!--       since it is part of the model
819          ALLOCATE( cwork(0:ny) )
820
821          IF ( forward_fft )   then
822
823             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( cwork, i, jshape, j, k )
824             !$OMP DO
825             DO  k = nzb_y, nzt_y
826                DO  i = nxl_y, nxr_y
827
828                   DO  j = 0, ny
829                      cwork(j) = CMPLX( ar(j,i,k) )
830                   ENDDO
831
832                   jshape = SHAPE( cwork )
833                   CALL FFTN( cwork, jshape )
834
835                   DO  j = 0, (ny+1)/2
836                      ar(j,i,k) = REAL( cwork(j) )
837                   ENDDO
838                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
839                      ar(ny+1-j,i,k) = -AIMAG( cwork(j) )
840                   ENDDO
841
842                ENDDO
843             ENDDO
844             !$OMP END PARALLEL
845
846          ELSE
847
848             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( cwork, i, jshape, j, k )
849             !$OMP DO
850             DO  k = nzb_y, nzt_y
851                DO  i = nxl_y, nxr_y
852
853                   cwork(0) = CMPLX( ar(0,i,k), 0.0 )
854                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
855                      cwork(j)      = CMPLX( ar(j,i,k), -ar(ny+1-j,i,k) )
856                      cwork(ny+1-j) = CMPLX( ar(j,i,k),  ar(ny+1-j,i,k) )
857                   ENDDO
858                   cwork((ny+1)/2) = CMPLX( ar((ny+1)/2,i,k), 0.0 )
859
860                   jshape = SHAPE( cwork )
861                   CALL FFTN( cwork, jshape, inv = .TRUE. )
862
863                   DO  j = 0, ny
864                      ar(j,i,k) = REAL( cwork(j) )
865                   ENDDO
866
867                ENDDO
868             ENDDO
869             !$OMP END PARALLEL
870
871          ENDIF
872
873          DEALLOCATE( cwork )
874
875       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
876
877!
878!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
879!--       since it is part of the model
880          IF ( forward_fft )  THEN
881
882             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
883             !$OMP DO
884             DO  k = nzb_y, nzt_y
885                DO  i = nxl_y, nxr_y
886
887                   work(0:ny) = ar(0:ny,i,k)
888                   CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, -1 )
889
890                   DO  j = 0, (ny+1)/2
891                      ar(j,i,k) = work(2*j)
892                   ENDDO
893                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
894                      ar(ny+1-j,i,k) = work(2*j+1)
895                   ENDDO
896
897                ENDDO
898             ENDDO
899             !$OMP END PARALLEL
900
901          ELSE
902
903             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
904             !$OMP DO
905             DO  k = nzb_y, nzt_y
906                DO  i = nxl_y, nxr_y
907
908                   DO  j = 0, (ny+1)/2
909                      work(2*j) = ar(j,i,k)
910                   ENDDO
911                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
912                      work(2*j+1) = ar(ny+1-j,i,k)
913                   ENDDO
914                   work(1)    = 0.0
915                   work(ny+2) = 0.0
916
917                   CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, 1 )
918                   ar(0:ny,i,k) = work(0:ny)
919
920                ENDDO
921             ENDDO
922             !$OMP END PARALLEL
923
924          ENDIF
925
926       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
927
928#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
929          IF ( forward_fft)  THEN
930
931             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
932             !$OMP DO
933             DO  k = nzb_y, nzt_y
934                DO  i = nxl_y, nxr_y
935
936                   CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, ny+1, 1, 1, sqr_dny, auy1, nau1, &
937                               auy2, nau2 )
938
939                   DO  j = 0, (ny+1)/2
940                      ar(j,i,k) = work(2*j)
941                   ENDDO
942                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
943                      ar(ny+1-j,i,k) = work(2*j+1)
944                   ENDDO
945
946                ENDDO
947             ENDDO
948             !$OMP END PARALLEL
949
950          ELSE
951
952             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
953             !$OMP DO
954             DO  k = nzb_y, nzt_y
955                DO  i = nxl_y, nxr_y
956
957                   DO  j = 0, (ny+1)/2
958                      work(2*j) = ar(j,i,k)
959                   ENDDO
960                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
961                      work(2*j+1) = ar(ny+1-j,i,k)
962                   ENDDO
963                   work(1)    = 0.0
964                   work(ny+2) = 0.0
965
966                   CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, ny+1, 1, -1, sqr_dny, auy3, nau1, &
967                               auy4, nau2 )
968
969                   DO  j = 0, ny
970                      ar(j,i,k) = work(j)
971                   ENDDO
972
973                ENDDO
974             ENDDO
975             !$OMP END PARALLEL
976
977          ENDIF
978#elif defined( __nec )
979          IF ( forward_fft )  THEN
980
981             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
982             !$OMP DO
983             DO  k = nzb_y, nzt_y
984                DO  i = nxl_y, nxr_y
985
986                   work(0:ny) = ar(0:ny,i,k)
987
988                   CALL DZFFT( 1, ny+1, sqr_dny, work, work, trig_yf, work2, 0 )
989
990                   DO  j = 0, (ny+1)/2
991                      ar(j,i,k) = work(2*j)
992                   ENDDO
993                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
994                      ar(ny+1-j,i,k) = work(2*j+1)
995                   ENDDO
996
997                ENDDO
998             ENDDO
999             !$END OMP PARALLEL
1000
1001          ELSE
1002
1003             !$OMP PARALLEL PRIVATE ( work, i, j, k )
1004             !$OMP DO
1005             DO  k = nzb_y, nzt_y
1006                DO  i = nxl_y, nxr_y
1007
1008                   DO  j = 0, (ny+1)/2
1009                      work(2*j) = ar(j,i,k)
1010                   ENDDO
1011                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1012                      work(2*j+1) = ar(ny+1-j,i,k)
1013                   ENDDO
1014                   work(1) = 0.0
1015                   work(ny+2) = 0.0
1016
1017                   CALL ZDFFT( -1, ny+1, sqr_dny, work, work, trig_yb, work2, 0 )
1018
1019                   ar(0:ny,i,k) = work(0:ny)
1020
1021                ENDDO
1022             ENDDO
1023             !$OMP END PARALLEL
1024
1025          ENDIF
1026#elif defined( __cuda_fft )
1027
1028          IF ( forward_fft )  THEN
1029
[1111]1030             !$acc data present( ar )
1031             CALL CUFFTEXECD2Z( plan_yf, ar, ar_tmp )
[1106]1032
[1111]1033             !$acc kernels
1034             !$acc loop
[1106]1035             DO  k = nzb_y, nzt_y
1036                DO  i = nxl_y, nxr_y
1037
[1111]1038                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]1039                   DO  j = 0, (ny+1)/2
[1111]1040                      ar(j,i,k)      = REAL( ar_tmp(j,i,k) )  * dny
[1106]1041                   ENDDO
1042
[1111]1043                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]1044                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
[1111]1045                      ar(ny+1-j,i,k) = AIMAG( ar_tmp(j,i,k) ) * dny
[1106]1046                   ENDDO
1047
1048                ENDDO
1049             ENDDO
[1111]1050             !$acc end kernels
1051             !$acc end data
[1106]1052
1053          ELSE
1054
[1111]1055             !$acc data present( ar )
1056             !$acc kernels
1057             !$acc loop
[1106]1058             DO  k = nzb_y, nzt_y
1059                DO  i = nxl_y, nxr_y
1060
[1111]1061                   ar_tmp(0,i,k) = CMPLX( ar(0,i,k), 0.0 )
[1106]1062
[1111]1063                   !$acc loop vector( 32 )
[1106]1064                   DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
[1111]1065                      ar_tmp(j,i,k) = CMPLX( ar(j,i,k), ar(ny+1-j,i,k) )
[1106]1066                   ENDDO
[1111]1067                   ar_tmp((ny+1)/2,i,k) = CMPLX( ar((ny+1)/2,i,k), 0.0 )
[1106]1068
1069                ENDDO
1070             ENDDO
[1111]1071             !$acc end kernels
[1106]1072
[1111]1073             CALL CUFFTEXECZ2D( plan_yi, ar_tmp, ar )
1074             !$acc end data
[1106]1075
1076          ENDIF
1077
1078#else
1079          message_string = 'no system-specific fft-call available'
1080          CALL message( 'fft_y', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
1081#endif
1082
1083       ELSE
1084
1085          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
1086                           '" not available'
1087          CALL message( 'fft_y', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
1088
1089       ENDIF
1090
1091    END SUBROUTINE fft_y
1092
1093    SUBROUTINE fft_y_1d( ar, direction )
1094
1095!----------------------------------------------------------------------!
1096!                               fft_y_1d                               !
1097!                                                                      !
1098!               Fourier-transformation along y-direction               !
1099!                     Version for 1D-decomposition                     !
1100!                                                                      !
1101!      fft_y uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
1102!           system-specific routines, if they are available            !
1103!----------------------------------------------------------------------!
1104
1105       IMPLICIT NONE
1106
1107       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
[1]1108       INTEGER ::  j, jshape(1)
1109
[1106]1110       LOGICAL ::  forward_fft
1111
[1]1112       REAL, DIMENSION(0:ny)     ::  ar
1113       REAL, DIMENSION(0:ny+2)   ::  work
1114       REAL, DIMENSION(ny+2)     ::  work1
1115       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
1116#if defined( __ibm )
1117       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  auy2, auy4
1118#elif defined( __nec )
1119       REAL, DIMENSION(6*(ny+1)) ::  work2
1120#endif
1121
[1106]1122       IF ( direction == 'forward' )  THEN
1123          forward_fft = .TRUE.
1124       ELSE
1125          forward_fft = .FALSE.
1126       ENDIF
1127
[1]1128       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
1129
1130!
1131!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
1132!--       since it is part of the model
1133          ALLOCATE( cwork(0:ny) )
1134
[1106]1135          IF ( forward_fft )  THEN
[1]1136
1137             DO  j = 0, ny
1138                cwork(j) = CMPLX( ar(j) )
1139             ENDDO
1140
1141             jshape = SHAPE( cwork )
1142             CALL FFTN( cwork, jshape )
1143
1144             DO  j = 0, (ny+1)/2
1145                ar(j) = REAL( cwork(j) )
1146             ENDDO
1147             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1148                ar(ny+1-j) = -AIMAG( cwork(j) )
1149             ENDDO
1150
1151          ELSE
1152
1153             cwork(0) = CMPLX( ar(0), 0.0 )
1154             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1155                cwork(j)      = CMPLX( ar(j), -ar(ny+1-j) )
1156                cwork(ny+1-j) = CMPLX( ar(j),  ar(ny+1-j) )
1157             ENDDO
1158             cwork((ny+1)/2) = CMPLX( ar((ny+1)/2), 0.0 )
1159
1160             jshape = SHAPE( cwork )
1161             CALL FFTN( cwork, jshape, inv = .TRUE. )
1162
1163             DO  j = 0, ny
1164                ar(j) = REAL( cwork(j) )
1165             ENDDO
1166
1167          ENDIF
1168
1169          DEALLOCATE( cwork )
1170
1171       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
1172
1173!
1174!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
1175!--       since it is part of the model
[1106]1176          IF ( forward_fft )  THEN
[1]1177
1178             work(0:ny) = ar
1179             CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, -1 )
1180
1181             DO  j = 0, (ny+1)/2
1182                ar(j) = work(2*j)
1183             ENDDO
1184             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1185                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
1186             ENDDO
1187
1188          ELSE
1189
1190             DO  j = 0, (ny+1)/2
1191                work(2*j) = ar(j)
1192             ENDDO
1193             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1194                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
1195             ENDDO
1196             work(1)    = 0.0
1197             work(ny+2) = 0.0
1198
1199             CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, 1 )
1200             ar = work(0:ny)
1201
1202          ENDIF
1203
1204       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
1205
1206#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
[1106]1207          IF ( forward_fft )  THEN
[1]1208
[1106]1209             CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, ny+1, 1, 1, sqr_dny, auy1, nau1, &
[1]1210                         auy2, nau2 )
1211
1212             DO  j = 0, (ny+1)/2
1213                ar(j) = work(2*j)
1214             ENDDO
1215             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1216                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
1217             ENDDO
1218
1219          ELSE
1220
1221             DO  j = 0, (ny+1)/2
1222                work(2*j) = ar(j)
1223             ENDDO
1224             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1225                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
1226             ENDDO
1227             work(1)    = 0.0
1228             work(ny+2) = 0.0
1229
[1106]1230             CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, ny+1, 1, -1, sqr_dny, auy3, nau1, &
[1]1231                         auy4, nau2 )
1232
1233             DO  j = 0, ny
1234                ar(j) = work(j)
1235             ENDDO
1236
1237          ENDIF
1238#elif defined( __nec )
[1106]1239          IF ( forward_fft )  THEN
[1]1240
1241             work(0:ny) = ar(0:ny)
1242
[1106]1243             CALL DZFFT( 1, ny+1, sqr_dny, work, work, trig_yf, work2, 0 )
[1]1244
1245             DO  j = 0, (ny+1)/2
1246                ar(j) = work(2*j)
1247             ENDDO
1248             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1249                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
1250             ENDDO
1251
1252          ELSE
1253
1254             DO  j = 0, (ny+1)/2
1255                work(2*j) = ar(j)
1256             ENDDO
1257             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1258                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
1259             ENDDO
1260             work(1) = 0.0
1261             work(ny+2) = 0.0
1262
[1106]1263             CALL ZDFFT( -1, ny+1, sqr_dny, work, work, trig_yb, work2, 0 )
[1]1264
1265             ar(0:ny) = work(0:ny)
1266
1267          ENDIF
1268#else
[254]1269          message_string = 'no system-specific fft-call available'
[1106]1270          CALL message( 'fft_y_1d', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
[254]1271
[1]1272#endif
1273
1274       ELSE
1275
[274]1276          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
1277                           '" not available'
[1106]1278          CALL message( 'fft_y_1d', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]1279
1280       ENDIF
1281
[1106]1282    END SUBROUTINE fft_y_1d
[1]1283
1284    SUBROUTINE fft_x_m( ar, direction )
1285
1286!----------------------------------------------------------------------!
1287!                               fft_x_m                                !
1288!                                                                      !
1289!               Fourier-transformation along x-direction               !
1290!                 Version for 1d domain decomposition                  !
1291!             using multiple 1D FFT from Math Keisan on NEC            !
1292!                       or Temperton-algorithm                         !
1293!       (no singleton-algorithm on NEC because it does not vectorize)  !
1294!                                                                      !
1295!----------------------------------------------------------------------!
1296
1297       IMPLICIT NONE
1298
1299       CHARACTER (LEN=*)              ::  direction
[1092]1300       INTEGER                        ::  i, k, siza
[1]1301
1302       REAL, DIMENSION(0:nx,nz)       ::  ar
1303       REAL, DIMENSION(0:nx+3,nz+1)   ::  ai
1304       REAL, DIMENSION(6*(nx+4),nz+1) ::  work1
1305#if defined( __nec )
[1092]1306       INTEGER                             ::  sizw
[1]1307       COMPLEX, DIMENSION((nx+4)/2+1,nz+1) ::  work
1308#endif
1309
1310       IF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
1311
1312          siza = SIZE( ai, 1 )
1313
1314          IF ( direction == 'forward')  THEN
1315
1316             ai(0:nx,1:nz) = ar(0:nx,1:nz)
1317             ai(nx+1:,:)   = 0.0
1318
1319             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_x, ifax_x, 1, siza, nx+1, nz, -1 )
1320
1321             DO  k = 1, nz
1322                DO  i = 0, (nx+1)/2
1323                   ar(i,k) = ai(2*i,k)
1324                ENDDO
1325                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
1326                   ar(nx+1-i,k) = ai(2*i+1,k)
1327                ENDDO
1328             ENDDO
1329
1330          ELSE
1331
1332             DO  k = 1, nz
1333                DO  i = 0, (nx+1)/2
1334                   ai(2*i,k) = ar(i,k)
1335                ENDDO
1336                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
1337                   ai(2*i+1,k) = ar(nx+1-i,k)
1338                ENDDO
1339                ai(1,k) = 0.0
1340                ai(nx+2,k) = 0.0
1341             ENDDO
1342
1343             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_x, ifax_x, 1, siza, nx+1, nz, 1 )
1344
1345             ar(0:nx,1:nz) = ai(0:nx,1:nz)
1346
1347          ENDIF
1348
1349       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
1350
1351#if defined( __nec )
1352          siza = SIZE( ai, 1 )
1353          sizw = SIZE( work, 1 )
1354
1355          IF ( direction == 'forward')  THEN
1356
1357!
1358!--          Tables are initialized once more. This call should not be
1359!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
[1106]1360             CALL DZFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_dnx, work, nx+4, work, nx+4, &
[1]1361                          trig_xf, work1, 0 )
1362
1363             ai(0:nx,1:nz) = ar(0:nx,1:nz)
1364             IF ( nz1 > nz )  THEN
1365                ai(:,nz1) = 0.0
1366             ENDIF
1367
[1106]1368             CALL DZFFTM( 1, nx+1, nz1, sqr_dnx, ai, siza, work, sizw, &
[1]1369                          trig_xf, work1, 0 )
1370
1371             DO  k = 1, nz
1372                DO  i = 0, (nx+1)/2
1373                   ar(i,k) = REAL( work(i+1,k) )
1374                ENDDO
1375                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
1376                   ar(nx+1-i,k) = AIMAG( work(i+1,k) )
1377                ENDDO
1378             ENDDO
1379
1380          ELSE
1381
1382!
1383!--          Tables are initialized once more. This call should not be
1384!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
[1106]1385             CALL ZDFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_dnx, work, nx+4, work, nx+4, &
[1]1386                          trig_xb, work1, 0 )
1387
1388             IF ( nz1 > nz )  THEN
1389                work(:,nz1) = 0.0
1390             ENDIF
1391             DO  k = 1, nz
1392                work(1,k) = CMPLX( ar(0,k), 0.0 )
1393                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
1394                   work(i+1,k) = CMPLX( ar(i,k), ar(nx+1-i,k) )
1395                ENDDO
1396                work(((nx+1)/2)+1,k) = CMPLX( ar((nx+1)/2,k), 0.0 )
1397             ENDDO
1398
[1106]1399             CALL ZDFFTM( -1, nx+1, nz1, sqr_dnx, work, sizw, ai, siza, &
[1]1400                          trig_xb, work1, 0 )
1401
1402             ar(0:nx,1:nz) = ai(0:nx,1:nz)
1403
1404          ENDIF
1405
1406#else
[254]1407          message_string = 'no system-specific fft-call available'
1408          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
[1]1409#endif
1410
1411       ELSE
1412
[274]1413          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
1414                           '" not available'
[254]1415          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]1416
1417       ENDIF
1418
1419    END SUBROUTINE fft_x_m
1420
1421    SUBROUTINE fft_y_m( ar, ny1, direction )
1422
1423!----------------------------------------------------------------------!
1424!                               fft_y_m                                !
1425!                                                                      !
1426!               Fourier-transformation along y-direction               !
1427!                 Version for 1d domain decomposition                  !
1428!             using multiple 1D FFT from Math Keisan on NEC            !
1429!                       or Temperton-algorithm                         !
1430!       (no singleton-algorithm on NEC because it does not vectorize)  !
1431!                                                                      !
1432!----------------------------------------------------------------------!
1433
1434       IMPLICIT NONE
1435
1436       CHARACTER (LEN=*)              ::  direction
[1092]1437       INTEGER                        ::  j, k, ny1, siza
[1]1438
1439       REAL, DIMENSION(0:ny1,nz)      ::  ar
1440       REAL, DIMENSION(0:ny+3,nz+1)   ::  ai
1441       REAL, DIMENSION(6*(ny+4),nz+1) ::  work1
1442#if defined( __nec )
[1092]1443       INTEGER                             ::  sizw
[1]1444       COMPLEX, DIMENSION((ny+4)/2+1,nz+1) ::  work
1445#endif
1446
1447       IF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
1448
1449          siza = SIZE( ai, 1 )
1450
1451          IF ( direction == 'forward')  THEN
1452
1453             ai(0:ny,1:nz) = ar(0:ny,1:nz)
1454             ai(ny+1:,:)   = 0.0
1455
1456             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_y, ifax_y, 1, siza, ny+1, nz, -1 )
1457
1458             DO  k = 1, nz
1459                DO  j = 0, (ny+1)/2
1460                   ar(j,k) = ai(2*j,k)
1461                ENDDO
1462                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1463                   ar(ny+1-j,k) = ai(2*j+1,k)
1464                ENDDO
1465             ENDDO
1466
1467          ELSE
1468
1469             DO  k = 1, nz
1470                DO  j = 0, (ny+1)/2
1471                   ai(2*j,k) = ar(j,k)
1472                ENDDO
1473                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1474                   ai(2*j+1,k) = ar(ny+1-j,k)
1475                ENDDO
1476                ai(1,k) = 0.0
1477                ai(ny+2,k) = 0.0
1478             ENDDO
1479
1480             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_y, ifax_y, 1, siza, ny+1, nz, 1 )
1481
1482             ar(0:ny,1:nz) = ai(0:ny,1:nz)
1483
1484          ENDIF
1485
1486       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
1487
1488#if defined( __nec )
1489          siza = SIZE( ai, 1 )
1490          sizw = SIZE( work, 1 )
1491
1492          IF ( direction == 'forward')  THEN
1493
1494!
1495!--          Tables are initialized once more. This call should not be
1496!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
[1106]1497             CALL DZFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_dny, work, ny+4, work, ny+4, &
[1]1498                          trig_yf, work1, 0 )
1499
1500             ai(0:ny,1:nz) = ar(0:ny,1:nz)
1501             IF ( nz1 > nz )  THEN
1502                ai(:,nz1) = 0.0
1503             ENDIF
1504
[1106]1505             CALL DZFFTM( 1, ny+1, nz1, sqr_dny, ai, siza, work, sizw, &
[1]1506                          trig_yf, work1, 0 )
1507
1508             DO  k = 1, nz
1509                DO  j = 0, (ny+1)/2
1510                   ar(j,k) = REAL( work(j+1,k) )
1511                ENDDO
1512                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1513                   ar(ny+1-j,k) = AIMAG( work(j+1,k) )
1514                ENDDO
1515             ENDDO
1516
1517          ELSE
1518
1519!
1520!--          Tables are initialized once more. This call should not be
1521!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
[1106]1522             CALL ZDFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_dny, work, ny+4, work, ny+4, &
[1]1523                          trig_yb, work1, 0 )
1524
1525             IF ( nz1 > nz )  THEN
1526                work(:,nz1) = 0.0
1527             ENDIF
1528             DO  k = 1, nz
1529                work(1,k) = CMPLX( ar(0,k), 0.0 )
1530                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
1531                   work(j+1,k) = CMPLX( ar(j,k), ar(ny+1-j,k) )
1532                ENDDO
1533                work(((ny+1)/2)+1,k) = CMPLX( ar((ny+1)/2,k), 0.0 )
1534             ENDDO
1535
[1106]1536             CALL ZDFFTM( -1, ny+1, nz1, sqr_dny, work, sizw, ai, siza, &
[1]1537                          trig_yb, work1, 0 )
1538
1539             ar(0:ny,1:nz) = ai(0:ny,1:nz)
1540
1541          ENDIF
1542
1543#else
[254]1544          message_string = 'no system-specific fft-call available'
1545          CALL message( 'fft_y_m', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
[1]1546#endif
1547
1548       ELSE
[254]1549         
[274]1550          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
1551                           '" not available'
[254]1552          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]1553
1554       ENDIF
1555
1556    END SUBROUTINE fft_y_m
1557
[1106]1558
[1]1559 END MODULE fft_xy
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.