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

Last change on this file since 2000 was 2000, checked in by knoop, 5 years ago

Forced header and separation lines into 80 columns

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 45.0 KB
Line 
1!> @file init_pegrid.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22! Forced header and separation lines into 80 columns
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_pegrid.f90 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop $
27!
28! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
29! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
30! level 
31!
32! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
33! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
34!
35! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
36! Initial version of purely vertical nesting introduced.
37!
38! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
39! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
40! transform is used , removed unused variable nnx_z
41!
42! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
43! spectra related variables moved to spectra_mod
44!
45! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
46! cpp-directives for intel openmp bug removed
47!
48! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
49! Removed code for parameter file check (__check)
50!
51! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
52! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
53! calculated for nested runs too
54!
55! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
56! cpp-statements for nesting removed
57!
58! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
59! Introduction of nested domain feature
60!
61! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
62! Code annotations made doxygen readable
63!
64! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
65! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
66!
67! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
68! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
69!
70! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
71! Refine if-clause for setting nbgp.
72!
73! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
74! Adjustment for monotonic limiter
75!
76! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
77! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
78!
79! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
80! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
81!
82! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
83! location messages modified
84!
85! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
86! location messages added
87!
88! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
89! REAL constants provided with KIND-attribute
90!
91! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
92! REAL functions provided with KIND-attribute
93!
94! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
95! ONLY-attribute added to USE-statements,
96! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
97! kinds are defined in new module kinds,
98! revision history before 2012 removed,
99! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
100! all variable declaration statements
101!
102! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
103! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
104!
105! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
106! error message for poisfft_hybrid removed
107!
108! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
109! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
110!
111! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
112! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
113!
114! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
115! initialization of poisfft moved to module poisfft
116!
117! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
118! unused variables removed
119!
120! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
121! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
122! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
123!
124! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
125! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
126!
127! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
128! code put under GPL (PALM 3.9)
129!
130! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
131! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
132!
133! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
134! all actions concerning upstream-spline-method removed
135!
136! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
137! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
138! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
139!
140! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
141! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
142!
143! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
144! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
145!
146! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
147! Initial revision
148!
149!
150! Description:
151! ------------
152!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
153!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
154!> domains.
155!------------------------------------------------------------------------------!
156 SUBROUTINE init_pegrid
157 
158
159    USE control_parameters,                                                    &
160        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
161               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
162               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
163               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
164               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
165               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
166               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
167               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
168               recycling_width, scalar_advec, subdomain_size
169
170    USE grid_variables,                                                        &
171        ONLY:  dx
172       
173    USE indices,                                                               &
174        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
175               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
176               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
177               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
178               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
179
180    USE kinds
181     
182    USE pegrid
183   
184    USE pmc_interface,                                                         &   
185        ONLY:  nesting_mode
186   
187    USE spectra_mod,                                                           &
188        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
189
190    USE transpose_indices,                                                     &
191        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
192               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
193
194    IMPLICIT NONE
195
196    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
197    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
198    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
199    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
200    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
201    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
202    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
203    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
204    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
205    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
206    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
207    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
208    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
209    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
210    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
211    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
212    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
213    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
214    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
215    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
216    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
217    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
218    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
219    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
220    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
221
222    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
223    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
224    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
225    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
226    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
227
228    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
229
230#if defined( __mpi2 )
231    LOGICAL ::  found                                   !<
232#endif
233
234!
235!-- Get the number of OpenMP threads
236    !$OMP PARALLEL
237!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
238    !$OMP END PARALLEL
239
240
241#if defined( __parallel )
242
243    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
244                           .FALSE. )
245
246!
247!--    Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
248    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
249
250!
251!--       Automatic determination of the topology
252       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
253       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
254       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
255          pdims(1) = pdims(1) - 1
256       ENDDO
257       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
258
259    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
260
261!
262!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
263!--    must be equal to the number of PEs available to the job
264       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
265          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
266              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
267              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
268          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
269       ENDIF
270       pdims(1) = npex
271       pdims(2) = npey
272
273    ELSE
274!
275!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
276!--    PEs must be given in both directions
277       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
278                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
279                ' in the &NAMELIST-parameter file'
280       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
281
282    ENDIF
283
284!
285!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
286!-- communications by default on SGI-type systems
287    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
288
289!
290!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
291    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
292    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
293
294
295!
296!-- Create the virtual processor grid
297    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
298                          comm2d, ierr )
299    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
300    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
301
302    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
303    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
304    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
305
306!
307!-- Determine sub-topologies for transpositions
308!-- Transposition from z to x:
309    remain_dims(1) = .TRUE.
310    remain_dims(2) = .FALSE.
311    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
312    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
313!
314!-- Transposition from x to y
315    remain_dims(1) = .FALSE.
316    remain_dims(2) = .TRUE.
317    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
318    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
319
320
321!
322!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
323    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
324              nysf(0:pdims(2)-1) )
325
326    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
327       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
328                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
329                               'processors (', pdims(1),')'
330       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
331    ELSE
332       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
333       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
334          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
335                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
336                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
337                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
338          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
339       ENDIF
340    ENDIF   
341
342!
343!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
344    DO  i = 0, pdims(1)-1
345       nxlf(i)   = i * nnx
346       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
347    ENDDO
348
349!
350!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
351    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
352       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
353                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
354                           'processors (', pdims(2),')'
355       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
356    ELSE
357       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
358       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
359          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
360                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
361                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
362                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
363          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
364       ENDIF
365    ENDIF   
366
367!
368!-- South and north array bounds
369    DO  j = 0, pdims(2)-1
370       nysf(j)   = j * nny
371       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
372    ENDDO
373
374!
375!-- Local array bounds of the respective PEs
376    nxl = nxlf(pcoord(1))
377    nxr = nxrf(pcoord(1))
378    nys = nysf(pcoord(2))
379    nyn = nynf(pcoord(2))
380    nzb = 0
381    nzt = nz
382    nnz = nz
383
384!
385!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
386!-- processor grid
387    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
388    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
389    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
390    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
391
392!
393!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
394!-- (needed in the pressure solver)
395!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
396!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
397
398!
399!-- 1. transposition  z --> x
400!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
401    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
402
403       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
404          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
405             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
406                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
407                                                                   pdims(1)
408             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
409          ENDIF
410       ENDIF
411
412       nys_x = nys
413       nyn_x = nyn
414       nny_x = nny
415       nnz_x = nz / pdims(1)
416       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
417       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
418       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
419
420    ENDIF
421
422
423    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
424!
425!--    2. transposition  x --> y
426       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
427          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
428                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
429                            'pdims(2)=',pdims(2)
430          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
431       ENDIF
432
433       nnz_y = nnz_x
434       nzb_y = nzb_x
435       nzt_y = nzt_x
436       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
437       nxl_y = myidy * nnx_y
438       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
439       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
440!
441!--    3. transposition  y --> z 
442!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
443       nxl_z = nxl_y
444       nxr_z = nxr_y
445       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
446       nys_z = myidx * nny_z
447       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
448       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
449
450       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
451!
452!--       y --> z
453!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
454!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
455          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
456             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
457                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
458                               ' pdims(1)=',pdims(1)
459             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
460          ENDIF
461
462       ELSE
463!
464!--       x --> y
465!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
466          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
467             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
468                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
469                               ' pdims(1)=',pdims(1)
470             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
471          ENDIF
472
473       ENDIF
474
475    ENDIF
476
477!
478!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
479    IF ( calculate_spectra )  THEN
480       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
481          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
482                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
483                    'pdims(2)=',pdims(2)
484          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
485       ELSE
486          nxl_yd = nxl
487          nxr_yd = nxr
488          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
489          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
490          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
491       ENDIF
492    ENDIF
493
494    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
495!
496!--    Indices for direct transpositions y --> x
497!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
498       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
499          nny_x = nny / pdims(1)
500          nys_x = myid * nny_x
501          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
502          nzb_x = 1
503          nzt_x = nz
504          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
505       ENDIF
506
507    ENDIF
508
509    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
510!
511!--    Indices for direct transpositions x --> y
512!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
513       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
514          nnx_y = nnx / pdims(2)
515          nxl_y = myid * nnx_y
516          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
517          nzb_y = 1
518          nzt_y = nz
519          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
520       ENDIF
521
522    ENDIF
523
524!
525!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
526    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
527
528
529!
530!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
531    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
532
533    IF ( myid == 0 )  THEN
534
535       hor_index_bounds(1,0) = nxl
536       hor_index_bounds(2,0) = nxr
537       hor_index_bounds(3,0) = nys
538       hor_index_bounds(4,0) = nyn
539
540!
541!--    Receive data from all other PEs
542       DO  i = 1, numprocs-1
543          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
544                         ierr )
545          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
546       ENDDO
547
548    ELSE
549!
550!--    Send index bounds to PE0
551       ibuf(1) = nxl
552       ibuf(2) = nxr
553       ibuf(3) = nys
554       ibuf(4) = nyn
555       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
556
557    ENDIF
558
559
560#if defined( __print )
561!
562!-- Control output
563    IF ( myid == 0 )  THEN
564       PRINT*, '*** processor topology ***'
565       PRINT*, ' '
566       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
567               &'   nys: nyn'
568       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
569               &'-----------'
570       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
571                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5721000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
573               2(2X,I4,':',I4))
574
575!
576!--    Receive data from the other PEs
577       DO  i = 1,numprocs-1
578          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
579                         ierr )
580          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
581       ENDDO
582    ELSE
583
584!
585!--    Send data to PE0
586       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
587       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
588       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
589       ibuf(12) = nyn
590       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
591    ENDIF
592#endif
593
594#if defined( __parallel )
595#if defined( __mpi2 )
596!
597!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
598!-- and pass it to PE0 of the ocean model
599    IF ( myid == 0 )  THEN
600
601       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
602
603          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
604
605          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
606                                 ierr )
607
608!
609!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
610!--       processes.
611!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
612!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
613!--       (i.e. before the port has been created)
614          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
615          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
616          CLOSE ( 90 )
617
618       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
619
620!
621!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
622!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
623!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
624!--       (i.e. before the port has been created)
625          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
626          DO WHILE ( .NOT. found )
627             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
628          ENDDO
629
630          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
631
632       ENDIF
633
634    ENDIF
635
636!
637!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
638!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
639    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
640    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
641
642       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
643                             comm_inter, ierr )
644       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
645
646    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
647
648       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
649                              comm_inter, ierr )
650       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
651
652    ENDIF
653#endif
654
655!
656!-- Determine the number of ghost point layers
657    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
658         scalar_advec == 'ws-scheme-mono' .OR.                                &
659         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
660       nbgp = 3
661    ELSE
662       nbgp = 1
663    ENDIF
664
665!
666!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
667!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
668!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
669    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
670    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
671    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
672
673    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
674   
675!
676!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
677!--    the ocean model and vice versa
678       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
679
680          nx_a = nx
681          ny_a = ny
682
683          IF ( myid == 0 )  THEN
684
685             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
686                            ierr )
687             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
688                            ierr )
689             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
690                            ierr )
691             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
692                            status, ierr )
693             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
694                            status, ierr )
695             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
696                            comm_inter, status, ierr )
697          ENDIF
698
699          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
700          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
701          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
702       
703       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
704
705          nx_o = nx
706          ny_o = ny
707
708          IF ( myid == 0 ) THEN
709
710             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
711                            ierr )
712             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
713                            ierr )
714             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
715                            status, ierr )
716             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
717             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
718             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
719          ENDIF
720
721          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
722          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
723          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
724
725       ENDIF
726 
727       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
728       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
729
730!
731!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
732!--    atmosphere is same or not
733       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
734            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
735       THEN
736          coupling_topology = 0
737       ELSE
738          coupling_topology = 1
739       ENDIF
740
741!
742!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
743!--    atmosphere (comm2d)
744       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
745!
746!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
747!--       ocean PE counterpart and vice versa
748          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
749             target_id = myid + numprocs
750          ELSE
751             target_id = myid
752          ENDIF
753
754       ELSE
755!
756!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
757!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
758!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
759!--       between these PEs.   
760          IF ( myid == 0 )  THEN
761
762             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
763                target_id = numprocs
764             ELSE
765                target_id = 0
766             ENDIF
767
768          ENDIF
769
770       ENDIF
771
772    ENDIF
773
774
775#endif
776
777#else
778
779!
780!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
781!-- machine)
782    nxl = 0
783    nxr = nx
784    nnx = nxr - nxl + 1
785    nys = 0
786    nyn = ny
787    nny = nyn - nys + 1
788    nzb = 0
789    nzt = nz
790    nnz = nz
791
792    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
793    hor_index_bounds(1,0) = nxl
794    hor_index_bounds(2,0) = nxr
795    hor_index_bounds(3,0) = nys
796    hor_index_bounds(4,0) = nyn
797
798!
799!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
800!-- are the ones for the transposed arrays)
801    nys_x = nys
802    nyn_x = nyn
803    nzb_x = nzb + 1
804    nzt_x = nzt
805
806    nxl_y = nxl
807    nxr_y = nxr
808    nzb_y = nzb + 1
809    nzt_y = nzt
810
811    nxl_z = nxl
812    nxr_z = nxr
813    nys_z = nys
814    nyn_z = nyn
815
816#endif
817
818!
819!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
820!-- as well as the gridpoint indices on each level
821    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
822
823!
824!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
825       mg_levels_x = 1
826       mg_levels_y = 1
827       mg_levels_z = 1
828
829       i = nnx
830       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
831          i = i / 2
832          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
833       ENDDO
834
835       j = nny
836       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
837          j = j / 2
838          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
839       ENDDO
840
841       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
842                 ! requirements
843       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
844          k = k / 2
845          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
846       ENDDO
847
848       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
849
850!
851!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
852!--    levels are identically processed on all PEs.
853       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
854
855          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
856
857             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
858
859             mg_levels_x = 1
860             mg_levels_y = 1
861
862             i = nx+1
863             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
864                i = i / 2
865                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
866             ENDDO
867
868             j = ny+1
869             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
870                j = j / 2
871                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
872             ENDDO
873
874             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
875
876             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
877                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
878                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
879             ELSE
880                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
881             ENDIF
882
883          ELSE
884             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
885             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
886
887          ENDIF
888
889!
890!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
891!--       by user
892          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
893             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
894                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
895                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
896             ENDIF
897
898          ELSE
899!
900!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
901             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
902                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
903                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
904                                 'out of range and reset to default (=0)'
905                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
906                mg_switch_to_pe0_level = 0
907             ELSE
908!
909!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
910!--             the switch level to this largest number of possible values
911                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
912
913             ENDIF
914
915          ENDIF
916
917       ENDIF
918
919       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
920                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
921                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
922                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
923
924       grid_level_count = 0
925!
926!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
927!--    recursive subroutine next_mg_level
928       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
929
930       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
931
932       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
933
934          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
935#if defined( __parallel )
936!
937!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
938!--          it is needed in poismg.
939             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
940             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
941             ind(5) = nzt_l
942             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
943             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
944                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
945             DO  j = 0, numprocs-1
946                DO  k = 1, 5
947                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
948                ENDDO
949             ENDDO
950             DEALLOCATE( ind_all )
951!
952!--          Calculate the grid size of the total domain
953             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
954             nxl_l = 0
955             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
956             nys_l = 0
957!
958!--          The size of this gathered array must not be larger than the
959!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
960!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
961!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
962!--          routines pres and poismg
963             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
964                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
965             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
966                              ( nzt_l - nzb + 2 )
967
968#else
969             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
970                          'in non parallel mode'
971             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
972#endif
973          ENDIF
974
975          nxl_mg(i) = nxl_l
976          nxr_mg(i) = nxr_l
977          nys_mg(i) = nys_l
978          nyn_mg(i) = nyn_l
979          nzt_mg(i) = nzt_l
980
981          nxl_l = nxl_l / 2 
982          nxr_l = nxr_l / 2
983          nys_l = nys_l / 2 
984          nyn_l = nyn_l / 2 
985          nzt_l = nzt_l / 2 
986
987       ENDDO
988
989!
990!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
991!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
992!--    To be solved later.
993       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
994          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
995          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
996       ENDIF
997
998    ELSE
999
1000       maximum_grid_level = 0
1001
1002    ENDIF
1003
1004!
1005!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1006!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1007!-- is required.
1008    grid_level = 0
1009
1010#if defined( __parallel )
1011!
1012!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
1013    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
1014
1015!
1016!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1017!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
1018    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
1019                          ierr )
1020    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1021
1022    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1023    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1024!
1025!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1026!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1027    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1028              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1029
1030    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1031                          type_x_int(0), ierr )
1032    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1033
1034    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1035    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1036!
1037!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1038!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1039!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1040!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1041!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1042    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1043               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1044
1045    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1046
1047!
1048!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1049!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1050!-- ghost point is necessary.
1051!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1052!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1053!
1054!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1055    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1056
1057!
1058!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1059!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1060!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1061!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1062    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1063                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1064    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1065
1066    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1067                          ierr ) 
1068    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1069
1070!
1071!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1072    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1073!   
1074!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1075       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1076!
1077!--       For 3D-exchange
1078          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1079          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1080
1081          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1082                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1083          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1084
1085          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1086                                ierr )
1087          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1088
1089
1090!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1091!--       points need to be exchanged.
1092          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1093                                type_x_int(i), ierr )
1094          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1095
1096
1097          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1098                                type_y_int(i), ierr )
1099          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1100
1101
1102
1103          nxl_l = nxl_l / 2
1104          nxr_l = nxr_l / 2
1105          nys_l = nys_l / 2
1106          nyn_l = nyn_l / 2
1107          nzt_l = nzt_l / 2
1108
1109       ENDDO
1110
1111    ENDIF
1112!
1113!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1114    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1115
1116    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1117                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1118    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1119
1120    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1121                          ierr )
1122    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1123
1124#endif
1125
1126#if defined( __parallel )
1127!
1128!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1129    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1130       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1131          inflow_l  = .TRUE.
1132       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1133          outflow_l = .TRUE.
1134       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1135          nest_bound_l = .TRUE.
1136       ENDIF
1137    ENDIF
1138 
1139    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1140       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1141          outflow_r = .TRUE.
1142       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1143          inflow_r  = .TRUE.
1144       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1145          nest_bound_r = .TRUE.
1146       ENDIF
1147    ENDIF
1148
1149    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1150       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1151          outflow_s = .TRUE.
1152       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1153          inflow_s  = .TRUE.
1154       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1155          nest_bound_s = .TRUE.
1156       ENDIF
1157    ENDIF
1158
1159    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1160       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1161          inflow_n  = .TRUE.
1162       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1163          outflow_n = .TRUE.
1164       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1165          nest_bound_n = .TRUE.
1166       ENDIF
1167    ENDIF
1168
1169       
1170!
1171!-- Broadcast the id of the inflow PE
1172    IF ( inflow_l )  THEN
1173       id_inflow_l = myidx
1174    ELSE
1175       id_inflow_l = 0
1176    ENDIF
1177    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1178    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1179                        comm1dx, ierr )
1180
1181!
1182!-- Broadcast the id of the recycling plane
1183!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1184    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1185         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1186       id_recycling_l = myidx
1187    ELSE
1188       id_recycling_l = 0
1189    ENDIF
1190    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1191    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1192                        comm1dx, ierr )
1193
1194    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1195
1196#else
1197    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1198       inflow_l  = .TRUE.
1199       outflow_r = .TRUE.
1200    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1201       outflow_l = .TRUE.
1202       inflow_r  = .TRUE.
1203    ENDIF
1204
1205    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1206       inflow_n  = .TRUE.
1207       outflow_s = .TRUE.
1208    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1209       outflow_n = .TRUE.
1210       inflow_s  = .TRUE.
1211    ENDIF
1212#endif
1213
1214!
1215!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1216!-- one more grid point.
1217    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1218       nxlu = nxl + 1
1219    ELSE
1220       nxlu = nxl
1221    ENDIF
1222    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1223       nysv = nys + 1
1224    ELSE
1225       nysv = nys
1226    ENDIF
1227
1228!
1229!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1230    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1231
1232       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1233
1234           SELECT CASE ( i )
1235
1236              CASE ( 1 )
1237                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1238                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1239                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1240
1241              CASE ( 2 )
1242                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1243                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1244                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1245
1246              CASE ( 3 )
1247                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1248                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1249                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1250
1251              CASE ( 4 )
1252                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1253                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1254                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1255
1256              CASE ( 5 )
1257                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1258                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1259                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1260
1261              CASE ( 6 )
1262                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1263                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1264                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1265
1266              CASE ( 7 )
1267                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1268                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1269                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1270
1271              CASE ( 8 )
1272                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1273                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1274                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1275
1276              CASE ( 9 )
1277                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1278                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1279                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1280
1281              CASE ( 10 )
1282                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1283                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1284                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1285
1286              CASE DEFAULT
1287                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1288                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1289
1290          END SELECT
1291
1292       ENDDO
1293
1294    ENDIF
1295
1296!
1297!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1298!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1299!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1300!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1301!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1302!-- system.
1303!-- First, set the default:
1304    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1305         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1306       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1307    ENDIF
1308
1309!
1310!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1311!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1312!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1313!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1314    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1315    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1316   
1317
1318 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.