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

Last change on this file since 2236 was 2201, checked in by suehring, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.8 KB
RevLine 
[1682]1!> @file init_pegrid.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]3! This file is part of PALM.
4!
[2000]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.
[1036]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!
[2101]17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[254]20! Current revisions:
[1322]21! ------------------
[2201]22!
23!
[1321]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_pegrid.f90 2201 2017-04-11 11:39:25Z suehring $
27!
[2201]28! 2200 2017-04-11 11:37:51Z suehring
29! monotonic_adjustment removed
30!
[2198]31! 2197 2017-03-24 02:25:00Z raasch
32! bugfix: do not allow odd values for nz at the coarsest grid level in case of
33! optimized multigrid solver
34!
[2181]35! 2180 2017-03-17 13:33:05Z hellstea
36! Checks to ensure (2178) that pdims match the grid dimensions in the
37! automatic determination of pdims are canceled as unnecessary
38!
[2179]39! 2178 2017-03-17 11:07:39Z hellstea
40! Checks to ensure that pdims match the grid dimensions are added in the
41! automatic determination of pdims
42!
[2051]43! 2050 2016-11-08 15:00:55Z gronemeier
44! Implement turbulent outflow condition
45!
[2001]46! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
47! Forced header and separation lines into 80 columns
48!
[1969]49! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
50! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
51! level 
52!
[1965]53! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
54! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
[1968]55!
[1933]56! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
57! Initial version of purely vertical nesting introduced.
58!
[1923]59! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
60! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
61! transform is used , removed unused variable nnx_z
62!
[1834]63! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
64! spectra related variables moved to spectra_mod
65!
[1816]66! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
67! cpp-directives for intel openmp bug removed
68!
[1805]69! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
70! Removed code for parameter file check (__check)
71!
[1780]72! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
73! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
74! calculated for nested runs too
75!
[1765]76! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
77! cpp-statements for nesting removed
78!
[1763]79! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
80! Introduction of nested domain feature
81!
[1683]82! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
83! Code annotations made doxygen readable
84!
[1678]85! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
86! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
87!
[1576]88! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
89! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
90!
[1566]91! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
92! Refine if-clause for setting nbgp.
93!
[1558]94! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
95! Adjustment for monotonic limiter
96!
[1469]97! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
98! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
99!
[1436]100! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
101! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
102!
[1403]103! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
104! location messages modified
105!
[1385]106! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
107! location messages added
108!
[1354]109! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
110! REAL constants provided with KIND-attribute
111!
[1323]112! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
113! REAL functions provided with KIND-attribute
114!
[1321]115! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
[1320]116! ONLY-attribute added to USE-statements,
117! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
118! kinds are defined in new module kinds,
119! revision history before 2012 removed,
120! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
121! all variable declaration statements
[760]122!
[1305]123! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
124! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
125!
[1213]126! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
127! error message for poisfft_hybrid removed
128!
[1160]129! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
130! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
131!
[1140]132! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
133! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
134!
[1112]135! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
136! initialization of poisfft moved to module poisfft
137!
[1093]138! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
139! unused variables removed
140!
[1057]141! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
142! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
143! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
144!
[1042]145! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
146! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
147!
[1037]148! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
149! code put under GPL (PALM 3.9)
150!
[1004]151! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
152! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
153!
[1002]154! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
155! all actions concerning upstream-spline-method removed
156!
[979]157! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
158! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
159! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
160!
[810]161! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
162! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
163!
[808]164! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
165! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
166!
[1]167! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
168! Initial revision
169!
170!
171! Description:
172! ------------
[1682]173!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
174!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
175!> domains.
[1]176!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]177 SUBROUTINE init_pegrid
178 
[1]179
[1320]180    USE control_parameters,                                                    &
[1435]181        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
[1833]182               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
[1435]183               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
184               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
185               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
[1762]186               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
[1933]187               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
188               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
[2050]189               outflow_source_plane, recycling_width, scalar_advec,            &
190               subdomain_size, turbulent_outflow
[1]191
[1320]192    USE grid_variables,                                                        &
193        ONLY:  dx
194       
195    USE indices,                                                               &
196        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
197               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
198               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
199               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
200               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
[1]201
[1320]202    USE kinds
203     
204    USE pegrid
[1933]205   
206    USE pmc_interface,                                                         &   
207        ONLY:  nesting_mode
208   
[1833]209    USE spectra_mod,                                                           &
[1922]210        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
[1833]211
[1320]212    USE transpose_indices,                                                     &
213        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
214               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
[667]215
[1]216    IMPLICIT NONE
217
[1682]218    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
219    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
[2050]220    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_l             !< local value of id_outflow
221    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_source_l      !< local value of id_outflow_source
[1682]222    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
223    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
224    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
225    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
226    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
227    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
228    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
229    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
230    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
231    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
232    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
233    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
234    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
235    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
236    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
237    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
238    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
239    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
240    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
241    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
242    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
243    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
244    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
[1]245
[1682]246    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
247    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
248    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
249    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
250    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
[1]251
[1682]252    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
[667]253
[1092]254#if defined( __mpi2 )
[1682]255    LOGICAL ::  found                                   !<
[1092]256#endif
[1]257
258!
259!-- Get the number of OpenMP threads
260    !$OMP PARALLEL
261!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
262    !$OMP END PARALLEL
263
264
265#if defined( __parallel )
[667]266
[1402]267    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
268                           .FALSE. )
[1764]269
[1]270!
[2177]271!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
[1779]272    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
[1]273
274!
[2177]275!--    Automatic determination of the topology
[1779]276       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
277       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
[2180]278       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
[1779]279          pdims(1) = pdims(1) - 1
280       ENDDO
[2180]281       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
[1]282
[1779]283    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
[1]284
285!
[1779]286!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
287!--    must be equal to the number of PEs available to the job
288       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
289          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
290              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
291              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
292          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
293       ENDIF
294       pdims(1) = npex
295       pdims(2) = npey
[1]296
[1779]297    ELSE
[1]298!
[1779]299!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
300!--    PEs must be given in both directions
301       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
302                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
303                ' in the &NAMELIST-parameter file'
304       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]305
306    ENDIF
307
308!
[622]309!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
310!-- communications by default on SGI-type systems
311    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
312
313!
[1]314!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
[722]315    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
316    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
[1]317
[807]318
[1]319!
320!-- Create the virtual processor grid
321    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
322                          comm2d, ierr )
323    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
[1468]324    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
[1]325
326    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
327    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
328    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
329
330!
331!-- Determine sub-topologies for transpositions
332!-- Transposition from z to x:
333    remain_dims(1) = .TRUE.
334    remain_dims(2) = .FALSE.
335    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
336    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
337!
338!-- Transposition from x to y
339    remain_dims(1) = .FALSE.
340    remain_dims(2) = .TRUE.
341    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
342    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
343
344
345!
[1003]346!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
[1]347    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
[1003]348              nysf(0:pdims(2)-1) )
[1]349
[1003]350    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
[274]351       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
352                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
353                               'processors (', pdims(1),')'
[254]354       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]355    ELSE
[1003]356       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
[1]357       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
[274]358          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
359                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
360                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
361                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
[254]362          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]363       ENDIF
364    ENDIF   
365
366!
367!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
368    DO  i = 0, pdims(1)-1
369       nxlf(i)   = i * nnx
370       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
371    ENDDO
372
373!
374!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
[1003]375    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
[274]376       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
377                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
378                           'processors (', pdims(2),')'
[254]379       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]380    ELSE
[1003]381       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
[1]382       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
[274]383          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
384                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
385                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
[254]386                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
387          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]388       ENDIF
389    ENDIF   
390
391!
392!-- South and north array bounds
393    DO  j = 0, pdims(2)-1
394       nysf(j)   = j * nny
395       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
396    ENDDO
397
398!
399!-- Local array bounds of the respective PEs
[1003]400    nxl = nxlf(pcoord(1))
401    nxr = nxrf(pcoord(1))
402    nys = nysf(pcoord(2))
403    nyn = nynf(pcoord(2))
404    nzb = 0
405    nzt = nz
406    nnz = nz
[1]407
408!
[707]409!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
410!-- processor grid
411    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
412    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
413    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
414    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
415
416!
[1]417!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
418!-- (needed in the pressure solver)
419!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
420!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
421
422!
423!-- 1. transposition  z --> x
[1001]424!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
[1922]425    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
[1304]426
[1922]427       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
428          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
429             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
430                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
[274]431                                                                   pdims(1)
[1922]432             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
433          ENDIF
[1]434       ENDIF
[1922]435
436       nys_x = nys
437       nyn_x = nyn
438       nny_x = nny
439       nnz_x = nz / pdims(1)
440       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
441       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
442       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
443
[1]444    ENDIF
445
[1922]446
447    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
[1]448!
[1922]449!--    2. transposition  x --> y
450       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
451          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
452                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
453                            'pdims(2)=',pdims(2)
454          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
455       ENDIF
[1]456
[1922]457       nnz_y = nnz_x
458       nzb_y = nzb_x
459       nzt_y = nzt_x
460       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
461       nxl_y = myidy * nnx_y
462       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
463       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
[1]464!
[1922]465!--    3. transposition  y --> z 
466!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
467       nxl_z = nxl_y
468       nxr_z = nxr_y
469       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
470       nys_z = myidx * nny_z
471       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
472       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
[1304]473
[1922]474       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
[1]475!
[1922]476!--       y --> z
477!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
478!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
479          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
480             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
481                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
482                               ' pdims(1)=',pdims(1)
483             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
484          ENDIF
[1]485
[1922]486       ELSE
[1]487!
[1922]488!--       x --> y
489!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
490          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
491             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
492                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
493                               ' pdims(1)=',pdims(1)
494             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
495          ENDIF
496
[1]497       ENDIF
498
499    ENDIF
500
501!
502!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
[1922]503    IF ( calculate_spectra )  THEN
[1003]504       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
[1922]505          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
506                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
[274]507                    'pdims(2)=',pdims(2)
[254]508          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]509       ELSE
[1003]510          nxl_yd = nxl
511          nxr_yd = nxr
512          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
513          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
514          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
[1]515       ENDIF
516    ENDIF
517
[1922]518    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
[1]519!
[1922]520!--    Indices for direct transpositions y --> x
521!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
522       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
523          nny_x = nny / pdims(1)
524          nys_x = myid * nny_x
525          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
526          nzb_x = 1
527          nzt_x = nz
528          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
529       ENDIF
530
[1]531    ENDIF
532
[1922]533    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
[1]534!
[1922]535!--    Indices for direct transpositions x --> y
536!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
537       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
538          nnx_y = nnx / pdims(2)
539          nxl_y = myid * nnx_y
540          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
541          nzb_y = 1
542          nzt_y = nz
543          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
544       ENDIF
545
[1]546    ENDIF
547
548!
549!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
550    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
551
[807]552
[145]553!
554!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
555    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
556
557    IF ( myid == 0 )  THEN
558
559       hor_index_bounds(1,0) = nxl
560       hor_index_bounds(2,0) = nxr
561       hor_index_bounds(3,0) = nys
562       hor_index_bounds(4,0) = nyn
563
564!
565!--    Receive data from all other PEs
566       DO  i = 1, numprocs-1
567          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
568                         ierr )
569          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
570       ENDDO
571
572    ELSE
573!
574!--    Send index bounds to PE0
575       ibuf(1) = nxl
576       ibuf(2) = nxr
577       ibuf(3) = nys
578       ibuf(4) = nyn
579       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
580
581    ENDIF
582
[807]583
[1]584#if defined( __print )
585!
586!-- Control output
587    IF ( myid == 0 )  THEN
588       PRINT*, '*** processor topology ***'
589       PRINT*, ' '
590       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
591               &'   nys: nyn'
592       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
593               &'-----------'
594       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
595                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5961000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
597               2(2X,I4,':',I4))
598
599!
[108]600!--    Receive data from the other PEs
[1]601       DO  i = 1,numprocs-1
602          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
603                         ierr )
604          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
605       ENDDO
606    ELSE
607
608!
609!--    Send data to PE0
610       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
611       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
612       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
613       ibuf(12) = nyn
614       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
615    ENDIF
616#endif
617
[1804]618#if defined( __parallel )
[102]619#if defined( __mpi2 )
620!
621!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
622!-- and pass it to PE0 of the ocean model
623    IF ( myid == 0 )  THEN
624
625       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
626
627          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
[108]628
[102]629          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
630                                 ierr )
[108]631
632!
[104]633!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
634!--       processes.
635!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
636!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
637!--       (i.e. before the port has been created)
638          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
639          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
640          CLOSE ( 90 )
[102]641
642       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
643
[104]644!
645!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
646!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
647!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
648!--       (i.e. before the port has been created)
649          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
650          DO WHILE ( .NOT. found )
651             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
652          ENDDO
653
[102]654          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
655
656       ENDIF
657
658    ENDIF
659
660!
661!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
662!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
663    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
664    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
665
666       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
667                             comm_inter, ierr )
[108]668       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
669
[102]670    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
671
672       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
673                              comm_inter, ierr )
[108]674       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
675
[102]676    ENDIF
[206]677#endif
[102]678
[667]679!
[709]680!-- Determine the number of ghost point layers
[1565]681    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
[1557]682         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
[667]683       nbgp = 3
684    ELSE
685       nbgp = 1
[709]686    ENDIF 
[667]687
[102]688!
[709]689!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
690!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
691!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
[667]692    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
[102]693    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
694    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
[667]695
[709]696    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
[667]697   
698!
699!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
700!--    the ocean model and vice versa
701       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
702
703          nx_a = nx
704          ny_a = ny
705
[709]706          IF ( myid == 0 )  THEN
707
708             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
709                            ierr )
710             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
711                            ierr )
712             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
713                            ierr )
714             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
715                            status, ierr )
716             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
717                            status, ierr )
718             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
[667]719                            comm_inter, status, ierr )
720          ENDIF
721
[709]722          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
723          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
724          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
[667]725       
726       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
727
728          nx_o = nx
729          ny_o = ny 
730
731          IF ( myid == 0 ) THEN
[709]732
733             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
734                            ierr )
735             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
736                            ierr )
737             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
738                            status, ierr )
739             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
740             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
741             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
[667]742          ENDIF
743
744          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
745          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
746          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
747
748       ENDIF
749 
[709]750       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
751       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
[667]752
753!
[709]754!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
755!--    atmosphere is same or not
756       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
[667]757            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
758       THEN
759          coupling_topology = 0
760       ELSE
761          coupling_topology = 1
762       ENDIF 
763
764!
765!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
766!--    atmosphere (comm2d)
[709]767       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
768!
769!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
770!--       ocean PE counterpart and vice versa
771          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
[667]772             target_id = myid + numprocs
773          ELSE
774             target_id = myid 
775          ENDIF
776
777       ELSE
778!
779!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
780!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
[709]781!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
782!--       between these PEs.   
783          IF ( myid == 0 )  THEN
784
785             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
[667]786                target_id = numprocs 
787             ELSE
788                target_id = 0
789             ENDIF
[709]790
[667]791          ENDIF
[709]792
[667]793       ENDIF
794
795    ENDIF
796
797
[102]798#endif
799
[1]800#else
801
802!
803!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
804!-- machine)
[1003]805    nxl = 0
806    nxr = nx
807    nnx = nxr - nxl + 1
808    nys = 0
809    nyn = ny
810    nny = nyn - nys + 1
811    nzb = 0
812    nzt = nz
813    nnz = nz
[1]814
[145]815    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
816    hor_index_bounds(1,0) = nxl
817    hor_index_bounds(2,0) = nxr
818    hor_index_bounds(3,0) = nys
819    hor_index_bounds(4,0) = nyn
820
[1]821!
822!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
823!-- are the ones for the transposed arrays)
[1003]824    nys_x = nys
825    nyn_x = nyn
826    nzb_x = nzb + 1
827    nzt_x = nzt
[1]828
[1003]829    nxl_y = nxl
830    nxr_y = nxr
831    nzb_y = nzb + 1
832    nzt_y = nzt
[1]833
[1003]834    nxl_z = nxl
835    nxr_z = nxr
836    nys_z = nys
837    nyn_z = nyn
[1]838
839#endif
840
841!
842!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
843!-- as well as the gridpoint indices on each level
[1575]844    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
[1]845
846!
847!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
848       mg_levels_x = 1
849       mg_levels_y = 1
850       mg_levels_z = 1
851
852       i = nnx
853       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
854          i = i / 2
855          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
856       ENDDO
857
858       j = nny
859       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
860          j = j / 2
861          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
862       ENDDO
863
[181]864       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
865                 ! requirements
[1]866       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
867          k = k / 2
868          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
869       ENDDO
[2197]870!
871!--    The optimized MG-solver does not allow odd values for nz at the coarsest
872!--    grid level
873       IF ( TRIM( psolver ) /= 'multigrid_noopt' )  THEN
874          IF ( MOD( k, 2 ) /= 0 )  mg_levels_z = mg_levels_z - 1
875       ENDIF
[1]876
877       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
878
879!
880!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
[709]881!--    levels are identically processed on all PEs.
[197]882       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
[709]883
[1]884          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
[709]885
[1]886             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
887
888             mg_levels_x = 1
889             mg_levels_y = 1
890
891             i = nx+1
892             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
893                i = i / 2
894                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
895             ENDDO
896
897             j = ny+1
898             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
899                j = j / 2
900                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
901             ENDDO
902
903             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
904
905             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
906                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
907                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
908             ELSE
909                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
910             ENDIF
[709]911
[1]912          ELSE
913             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
914             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
[709]915
[1]916          ENDIF
917
918!
919!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
920!--       by user
921          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
922             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
923                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
924                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
925             ENDIF
926
927          ELSE
928!
929!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
930             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
931                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
[254]932                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
933                                 'out of range and reset to default (=0)'
934                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
[1]935                mg_switch_to_pe0_level = 0
936             ELSE
937!
938!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
939!--             the switch level to this largest number of possible values
940                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
941
942             ENDIF
[709]943
[1]944          ENDIF
945
946       ENDIF
947
[1056]948       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
949                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
950                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
951                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
[1]952
953       grid_level_count = 0
[1056]954!
955!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
956!--    recursive subroutine next_mg_level
957       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
[778]958
[1]959       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
960
961       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
962
963          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
[1804]964#if defined( __parallel )
[1]965!
966!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
967!--          it is needed in poismg.
968             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
969             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
970             ind(5) = nzt_l
971             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
972             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
973                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
974             DO  j = 0, numprocs-1
975                DO  k = 1, 5
976                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
977                ENDDO
978             ENDDO
979             DEALLOCATE( ind_all )
980!
[709]981!--          Calculate the grid size of the total domain
[1]982             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
983             nxl_l = 0
984             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
985             nys_l = 0
986!
987!--          The size of this gathered array must not be larger than the
988!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
[778]989!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
990!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
991!--          routines pres and poismg
992             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
993                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
[1]994             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
995                              ( nzt_l - nzb + 2 )
996
[1804]997#else
[254]998             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
[1]999                          'in non parallel mode'
[254]1000             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
[1]1001#endif
1002          ENDIF
1003
1004          nxl_mg(i) = nxl_l
1005          nxr_mg(i) = nxr_l
1006          nys_mg(i) = nys_l
1007          nyn_mg(i) = nyn_l
1008          nzt_mg(i) = nzt_l
1009
1010          nxl_l = nxl_l / 2 
1011          nxr_l = nxr_l / 2
1012          nys_l = nys_l / 2 
1013          nyn_l = nyn_l / 2 
1014          nzt_l = nzt_l / 2 
[778]1015
[1]1016       ENDDO
1017
[780]1018!
1019!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
1020!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
1021!--    To be solved later.
1022       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
1023          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
1024          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
1025       ENDIF
1026
[1]1027    ELSE
1028
[667]1029       maximum_grid_level = 0
[1]1030
1031    ENDIF
1032
[722]1033!
1034!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1035!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1036!-- is required.
1037    grid_level = 0
[1]1038
[1804]1039#if defined( __parallel )
[1]1040!
1041!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
[667]1042    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
[1]1043
1044!
[709]1045!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1046!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
[1968]1047    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
[709]1048                          ierr )
[1]1049    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1050
[667]1051    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1052    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
[1968]1053!
1054!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1055!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1056    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1057              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
[667]1058
[1968]1059    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1060                          type_x_int(0), ierr )
1061    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
[667]1062
[1968]1063    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1064    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
[1]1065!
1066!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1067!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1068!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1069!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1070!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
[1575]1071    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1072               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
[1]1073
1074    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
[709]1075
[667]1076!
1077!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1078!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1079!-- ghost point is necessary.
[709]1080!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
[667]1081!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1082!
1083!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1084    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
[709]1085
[667]1086!
[709]1087!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1088!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1089!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1090!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
[667]1091    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
[709]1092                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
[667]1093    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
[1]1094
[709]1095    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1096                          ierr ) 
[667]1097    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
[709]1098
[667]1099!
[709]1100!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
[1575]1101    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
[667]1102!   
[709]1103!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1104       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
[1968]1105!
1106!--       For 3D-exchange
[1575]1107          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
[667]1108          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1109
1110          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
[709]1111                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
[667]1112          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
[1]1113
[709]1114          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1115                                ierr )
[667]1116          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1117
[1968]1118
1119!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1120!--       points need to be exchanged.
1121          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1122                                type_x_int(i), ierr )
1123          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1124
1125
1126          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1127                                type_y_int(i), ierr )
1128          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1129
1130
1131
[667]1132          nxl_l = nxl_l / 2
1133          nxr_l = nxr_l / 2
1134          nys_l = nys_l / 2
1135          nyn_l = nyn_l / 2
1136          nzt_l = nzt_l / 2
[709]1137
[667]1138       ENDDO
[709]1139
1140    ENDIF
[1677]1141!
1142!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1143    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1144
1145    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1146                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1147    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1148
1149    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1150                          ierr )
1151    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1152
[1]1153#endif
1154
[1804]1155#if defined( __parallel )
[1]1156!
[1933]1157!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
[1964]1158    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1159       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1160          inflow_l  = .TRUE.
1161       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1162          outflow_l = .TRUE.
1163       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
[1762]1164          nest_bound_l = .TRUE.
[1]1165       ENDIF
1166    ENDIF
[1933]1167 
[1964]1168    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1169       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1170          outflow_r = .TRUE.
1171       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1172          inflow_r  = .TRUE.
1173       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
[1762]1174          nest_bound_r = .TRUE.
[1]1175       ENDIF
1176    ENDIF
1177
[1964]1178    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1179       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1180          outflow_s = .TRUE.
1181       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1182          inflow_s  = .TRUE.
1183       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
[1762]1184          nest_bound_s = .TRUE.
[1]1185       ENDIF
1186    ENDIF
1187
[1964]1188    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1189       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1190          inflow_n  = .TRUE.
1191       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1192          outflow_n = .TRUE.
1193       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
[1762]1194          nest_bound_n = .TRUE.
[1]1195       ENDIF
1196    ENDIF
[1968]1197
[151]1198!
1199!-- Broadcast the id of the inflow PE
1200    IF ( inflow_l )  THEN
[163]1201       id_inflow_l = myidx
[151]1202    ELSE
1203       id_inflow_l = 0
1204    ENDIF
[622]1205    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[151]1206    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1207                        comm1dx, ierr )
1208
[163]1209!
1210!-- Broadcast the id of the recycling plane
1211!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
[1139]1212    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1213         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
[163]1214       id_recycling_l = myidx
1215    ELSE
1216       id_recycling_l = 0
1217    ENDIF
[622]1218    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[163]1219    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1220                        comm1dx, ierr )
1221
[2050]1222!
1223!-- Broadcast the id of the outflow PE and outflow-source plane
1224    IF ( turbulent_outflow )  THEN
1225
1226       IF ( outflow_r )  THEN
1227          id_outflow_l = myidx
1228       ELSE
1229          id_outflow_l = 0
1230       ENDIF
1231       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1232       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_l, id_outflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1233                           comm1dx, ierr )
1234
1235       IF ( NINT( outflow_source_plane / dx ) >= nxl  .AND. &
1236            NINT( outflow_source_plane / dx ) <= nxr )  THEN
1237          id_outflow_source_l = myidx
1238       ELSE
1239          id_outflow_source_l = 0
1240       ENDIF
1241       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1242       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_source_l, id_outflow_source, 1, &
1243                           MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm1dx, ierr )
1244
1245    ENDIF
1246
[1402]1247    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
[1384]1248
[1804]1249#else
[1159]1250    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
[1]1251       inflow_l  = .TRUE.
1252       outflow_r = .TRUE.
[1159]1253    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
[1]1254       outflow_l = .TRUE.
1255       inflow_r  = .TRUE.
1256    ENDIF
1257
[1159]1258    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
[1]1259       inflow_n  = .TRUE.
1260       outflow_s = .TRUE.
[1159]1261    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
[1]1262       outflow_n = .TRUE.
1263       inflow_s  = .TRUE.
1264    ENDIF
1265#endif
[807]1266
[106]1267!
[978]1268!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1269!-- one more grid point.
[1762]1270    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
[106]1271       nxlu = nxl + 1
1272    ELSE
1273       nxlu = nxl
1274    ENDIF
[1762]1275    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
[106]1276       nysv = nys + 1
1277    ELSE
1278       nysv = nys
1279    ENDIF
[1]1280
[114]1281!
1282!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
[1575]1283    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
[114]1284
1285       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1286
1287           SELECT CASE ( i )
1288
1289              CASE ( 1 )
1290                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1291                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1292                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1293
1294              CASE ( 2 )
1295                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1296                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1297                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1298
1299              CASE ( 3 )
1300                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1301                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1302                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1303
1304              CASE ( 4 )
1305                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1306                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1307                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1308
1309              CASE ( 5 )
1310                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1311                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1312                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1313
1314              CASE ( 6 )
1315                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1316                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1317                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1318
1319              CASE ( 7 )
1320                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1321                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1322                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1323
1324              CASE ( 8 )
1325                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1326                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1327                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1328
1329              CASE ( 9 )
1330                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1331                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1332                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1333
1334              CASE ( 10 )
1335                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1336                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1337                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1338
1339              CASE DEFAULT
[254]1340                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1341                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
[114]1342
1343          END SELECT
1344
1345       ENDDO
1346
1347    ENDIF
1348
[759]1349!
1350!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1351!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1352!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1353!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1354!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1355!-- system.
1356!-- First, set the default:
1357    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1358         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1359       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1360    ENDIF
1361
1362!
1363!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1364!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1365!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1366!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1367    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1368    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1369   
1370
[1]1371 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.