source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 3

Last change on this file since 3 was 3, checked in by raasch, 15 years ago

RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up

File size: 24.9 KB
Line 
1 SUBROUTINE init_pegrid
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Actual revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id$
11! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
12!
13! Revision 1.28  2006/04/26 13:23:32  raasch
14! lcmuk does not understand the !$ comment so a cpp-directive is required
15!
16! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
17! Initial revision
18!
19!
20! Description:
21! ------------
22! Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
23! user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
24! domains.
25!------------------------------------------------------------------------------!
26
27    USE control_parameters
28    USE fft_xy
29    USE indices
30    USE pegrid
31    USE poisfft_mod
32    USE poisfft_hybrid_mod
33    USE statistics
34    USE transpose_indices
35
36
37    IMPLICIT NONE
38
39    INTEGER ::  gathered_size, i, ind(5), j, k, maximum_grid_level_l,     &
40                mg_switch_to_pe0_level_l, mg_levels_x, mg_levels_y,       &
41                mg_levels_z, nnx_y, nnx_z, nny_x, nny_z, nnz_x, nnz_y,    &
42                numproc_sqr, nx_total, nxl_l, nxr_l, nyn_l, nys_l, nzb_l, &
43                nzt_l, omp_get_num_threads, subdomain_size
44
45    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all, nxlf, nxrf, nynf, nysf
46
47    LOGICAL ::  found
48
49!
50!-- Get the number of OpenMP threads
51    !$OMP PARALLEL
52#if defined( __lcmuk )
53    threads_per_task = omp_get_num_threads()
54#else
55!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
56#endif
57    !$OMP END PARALLEL
58
59
60#if defined( __parallel )
61!
62!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
63    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
64
65!
66!--    Automatic determination of the topology
67!--    The default on SMP- and cluster-hosts is a 1d-decomposition along x
68#if defined( __lcmuk )
69       host = 'lcmuk'
70#endif
71       IF ( host(1:3) == 'ibm'  .OR.  host(1:3) == 'nec'  .OR. &
72            host(1:2) == 'lc'   .OR.  host(1:3) == 'dec' )  THEN
73
74          pdims(1) = numprocs
75          pdims(2) = 1
76
77       ELSE
78
79          numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs ) )
80          pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
81          DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
82             pdims(1) = pdims(1) - 1
83          ENDDO
84          pdims(2) = numprocs / pdims(1)
85
86       ENDIF
87
88    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
89
90!
91!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
92!--    must be equal to the number of PEs available to the job
93       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
94          PRINT*, '+++ init_pegrid:'
95          PRINT*, '    number of PEs of the prescribed topology (', npex*npey, &
96                      ') does not match the number of PEs available to the ',  &
97                      'job (', numprocs, ')'
98          CALL local_stop
99       ENDIF
100       pdims(1) = npex
101       pdims(2) = npey
102
103    ELSE
104!
105!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
106!--    PEs must be given in both directions
107       PRINT*, '+++ init_pegrid:'
108       PRINT*, '    if the processor topology is prescribed by the user, ',   &
109                    'both values of "npex" and "npey" must be given in the ', &
110                    'NAMELIST-parameter file'
111       CALL local_stop
112
113    ENDIF
114
115!
116!-- The hybrid solver can only be used in case of a 1d-decomposition along x
117    IF ( pdims(2) /= 1  .AND.  psolver == 'poisfft_hybrid' )  THEN
118       IF ( myid == 0 )  THEN
119          PRINT*, '*** init_pegrid: psolver = "poisfft_hybrid" can only be'
120          PRINT*, '                 used in case of a 1d-decomposition along x'
121       ENDIF
122    ENDIF
123
124!
125!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
126    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
127    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
128
129!
130!-- Create the virtual processor grid
131    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
132                          comm2d, ierr )
133    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
134    WRITE (myid_char,'(''_'',I4.4)')  myid
135
136    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
137    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
138    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
139
140!
141!-- Determine sub-topologies for transpositions
142!-- Transposition from z to x:
143    remain_dims(1) = .TRUE.
144    remain_dims(2) = .FALSE.
145    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
146    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
147!
148!-- Transposition from x to y
149    remain_dims(1) = .FALSE.
150    remain_dims(2) = .TRUE.
151    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
152    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
153
154
155!
156!-- Find a grid (used for array d) which will match the transposition demands
157    IF ( grid_matching == 'strict' )  THEN
158
159       nxa = nx;  nya = ny;  nza = nz
160
161    ELSE
162
163       found = .FALSE.
164   xn: DO  nxa = nx, 2*nx
165!
166!--       Meet conditions for nx
167          IF ( MOD( nxa+1, pdims(1) ) /= 0 .OR. &
168               MOD( nxa+1, pdims(2) ) /= 0 )  CYCLE xn
169
170      yn: DO  nya = ny, 2*ny
171!
172!--          Meet conditions for ny
173             IF ( MOD( nya+1, pdims(2) ) /= 0 .OR. &
174                  MOD( nya+1, pdims(1) ) /= 0 )  CYCLE yn
175
176
177         zn: DO  nza = nz, 2*nz
178!
179!--             Meet conditions for nz
180                IF ( ( MOD( nza, pdims(1) ) /= 0  .AND.  pdims(1) /= 1  .AND. &
181                       pdims(2) /= 1 )  .OR.                                  &
182                     ( MOD( nza, pdims(2) ) /= 0  .AND.  dt_dosp /= 9999999.9 &
183                     ) )  THEN
184                   CYCLE zn
185                ELSE
186                   found = .TRUE.
187                   EXIT xn
188                ENDIF
189
190             ENDDO zn
191
192          ENDDO yn
193
194       ENDDO xn
195
196       IF ( .NOT. found )  THEN
197          IF ( myid == 0 )  THEN
198             PRINT*,'+++ init_pegrid: no matching grid for transpositions found'
199          ENDIF
200          CALL local_stop
201       ENDIF
202
203    ENDIF
204
205!
206!-- Calculate array bounds in x-direction for every PE.
207!-- The last PE along x may get less grid points than the others
208    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
209              nysf(0:pdims(2)-1), nnx_pe(0:pdims(1)-1), nny_pe(0:pdims(2)-1) )
210
211    IF ( MOD( nxa+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
212       IF ( myid == 0 )  THEN
213          PRINT*,'+++ x-direction:  gridpoint number (',nx+1,') is not an'
214          PRINT*,'                  integral divisor of the number of proces', &
215                                   &'sors (', pdims(1),')'
216       ENDIF
217       CALL local_stop
218    ELSE
219       nnx  = ( nxa + 1 ) / pdims(1)
220       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
221          IF ( myid == 0 )  THEN
222             PRINT*,'+++ x-direction: nx does not match the requirements ', &
223                         'given by the number of PEs'
224             PRINT*,'                 used'
225             PRINT*,'    please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
226                         - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
227          ENDIF
228          CALL local_stop
229       ENDIF
230    ENDIF   
231
232!
233!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
234    DO  i = 0, pdims(1)-1
235       nxlf(i)   = i * nnx
236       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
237       nnx_pe(i) = MIN( nx, nxrf(i) ) - nxlf(i) + 1
238    ENDDO
239
240!
241!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
242    IF ( MOD( nya+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
243       IF ( myid == 0 )  THEN
244          PRINT*,'+++ y-direction:  gridpoint number (',ny+1,') is not an'
245          PRINT*,'                  integral divisor of the number of proces', &
246                                   &'sors (', pdims(2),')'
247       ENDIF
248       CALL local_stop
249    ELSE
250       nny  = ( nya + 1 ) / pdims(2)
251       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
252          IF ( myid == 0 )  THEN
253             PRINT*,'+++ x-direction: nx does not match the requirements ', &
254                         'given by the number of PEs'
255             PRINT*,'                 used'
256             PRINT*,'    please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
257                         - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
258          ENDIF
259          CALL local_stop
260       ENDIF
261    ENDIF   
262
263!
264!-- South and north array bounds
265    DO  j = 0, pdims(2)-1
266       nysf(j)   = j * nny
267       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
268       nny_pe(j) = MIN( ny, nynf(j) ) - nysf(j) + 1
269    ENDDO
270
271!
272!-- Local array bounds of the respective PEs
273    nxl  = nxlf(pcoord(1))
274    nxra = nxrf(pcoord(1))
275    nxr  = MIN( nx, nxra )
276    nys  = nysf(pcoord(2))
277    nyna = nynf(pcoord(2))
278    nyn  = MIN( ny, nyna )
279    nzb  = 0
280    nzta = nza
281    nzt  = MIN( nz, nzta )
282    nnz  = nza
283
284!
285!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
286!-- (needed in the pressure solver)
287!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
288!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
289
290!
291!-- 1. transposition  z --> x
292!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x,
293!-- except that the uptream-spline method is switched on
294    IF ( pdims(2) /= 1  .OR.  momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
295         scalar_advec == 'ups-scheme' )  THEN
296
297       IF ( pdims(2) == 1  .AND. ( momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
298            scalar_advec == 'ups-scheme' ) )  THEN
299          IF ( myid == 0 )  THEN
300             PRINT*,'+++ WARNING: init_pegrid: 1d-decomposition along x ', &
301                                &'chosen but nz restrictions may occur'
302             PRINT*,'             since ups-scheme is activated'
303          ENDIF
304       ENDIF
305       nys_x  = nys
306       nyn_xa = nyna
307       nyn_x  = nyn
308       nny_x  = nny
309       IF ( MOD( nza , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
310          IF ( myid == 0 )  THEN
311             PRINT*,'+++ transposition z --> x:'
312             PRINT*,'    nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=', &
313                    &pdims(1)
314          ENDIF
315          CALL local_stop
316       ENDIF
317       nnz_x  = nza / pdims(1)
318       nzb_x  = 1 + myidx * nnz_x
319       nzt_xa = ( myidx + 1 ) * nnz_x
320       nzt_x  = MIN( nzt, nzt_xa )
321
322       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
323
324    ENDIF
325
326!
327!-- 2. transposition  x --> y
328    nnz_y  = nnz_x
329    nzb_y  = nzb_x
330    nzt_ya = nzt_xa
331    nzt_y  = nzt_x
332    IF ( MOD( nxa+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
333       IF ( myid == 0 )  THEN
334          PRINT*,'+++ transposition x --> y:'
335          PRINT*,'    nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',&
336                 &'pdims(2)=',pdims(2)
337       ENDIF
338       CALL local_stop
339    ENDIF
340    nnx_y = (nxa+1) / pdims(2)
341    nxl_y = myidy * nnx_y
342    nxr_ya = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
343    nxr_y  = MIN( nx, nxr_ya )
344
345    sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
346
347!
348!-- 3. transposition  y --> z  (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition
349!-- along x)
350    IF ( pdims(2) /= 1  .OR.  momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
351         scalar_advec == 'ups-scheme' )  THEN
352!
353!--    y --> z
354!--    This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
355!--    along x, except that the uptream-spline method is switched on
356       nnx_z  = nnx_y
357       nxl_z  = nxl_y
358       nxr_za = nxr_ya
359       nxr_z  = nxr_y
360       IF ( MOD( nya+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
361          IF ( myid == 0 )  THEN
362             PRINT*,'+++ Transposition y --> z:'
363             PRINT*,'    ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of ',&
364                    &'pdims(1)=',pdims(1)
365          ENDIF
366          CALL local_stop
367       ENDIF
368       nny_z  = (nya+1) / pdims(1)
369       nys_z  = myidx * nny_z
370       nyn_za = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
371       nyn_z  = MIN( ny, nyn_za )
372
373       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
374
375    ELSE
376!
377!--    x --> y. This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
378       IF ( MOD( nya+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
379          IF ( myid == 0 )  THEN
380             PRINT*,'+++ Transposition x --> y:'
381             PRINT*,'    ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of ',&
382                    &'pdims(1)=',pdims(1)
383          ENDIF
384          CALL local_stop
385       ENDIF
386
387    ENDIF
388
389!
390!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
391    IF ( dt_dosp /= 9999999.9 )  THEN
392       IF ( MOD( nza, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
393          IF ( myid == 0 )  THEN
394             PRINT*,'+++ Direct transposition z --> y (needed for spectra):'
395             PRINT*,'    nz=',nz,' is not an integral divisor of ',&
396                    &'pdims(2)=',pdims(2)
397          ENDIF
398          CALL local_stop
399       ELSE
400          nxl_yd  = nxl
401          nxr_yda = nxra
402          nxr_yd  = nxr
403          nzb_yd  = 1 + myidy * ( nza / pdims(2) )
404          nzt_yda = ( myidy + 1 ) * ( nza / pdims(2) )
405          nzt_yd  = MIN( nzt, nzt_yda )
406
407          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nza / pdims(2) )
408       ENDIF
409    ENDIF
410
411!
412!-- Indices for direct transpositions y --> x (they are only possible in case
413!-- of a 1d-decomposition along x)
414    IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
415       nny_x  = nny / pdims(1)
416       nys_x  = myid * nny_x
417       nyn_xa = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
418       nyn_x  = MIN( ny, nyn_xa )
419       nzb_x  = 1
420       nzt_xa = nza
421       nzt_x  = nz
422       sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nza
423    ENDIF
424
425!
426!-- Indices for direct transpositions x --> y (they are only possible in case
427!-- of a 1d-decomposition along y)
428    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
429       nnx_y  = nnx / pdims(2)
430       nxl_y  = myid * nnx_y
431       nxr_ya = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
432       nxr_y  = MIN( nx, nxr_ya )
433       nzb_y  = 1
434       nzt_ya = nza
435       nzt_y  = nz
436       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nza
437    ENDIF
438
439!
440!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
441    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
442
443#if defined( __print )
444!
445!-- Control output
446    IF ( myid == 0 )  THEN
447       PRINT*, '*** processor topology ***'
448       PRINT*, ' '
449       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
450               &'   nys: nyn'
451       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
452               &'-----------'
453       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
454                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
4551000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
456               2(2X,I4,':',I4))
457
458!
459!--    Recieve data from the other PEs
460       DO  i = 1,numprocs-1
461          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
462                         ierr )
463          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
464       ENDDO
465    ELSE
466
467!
468!--    Send data to PE0
469       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
470       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
471       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
472       ibuf(12) = nyn
473       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
474    ENDIF
475#endif
476
477#else
478
479!
480!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
481!-- machine)
482    nxl  = 0
483    nxr  = nx
484    nxra = nx
485    nnx  = nxr - nxl + 1
486    nys  = 0
487    nyn  = ny
488    nyna = ny
489    nny  = nyn - nys + 1
490    nzb  = 0
491    nzt  = nz
492    nzta = nz
493    nnz  = nz
494
495!
496!-- For non-cyclic boundaries extend array u (v) by one gridpoint
497    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  uxrp = 1
498    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  vynp = 1
499
500!
501!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
502!-- are the ones for the transposed arrays)
503    nys_x  = nys
504    nyn_x  = nyn
505    nyn_xa = nyn
506    nzb_x  = nzb + 1
507    nzt_x  = nzt
508    nzt_xa = nzt
509
510    nxl_y  = nxl
511    nxr_y  = nxr
512    nxr_ya = nxr
513    nzb_y  = nzb + 1
514    nzt_y  = nzt
515    nzt_ya = nzt
516
517    nxl_z  = nxl
518    nxr_z  = nxr
519    nxr_za = nxr
520    nys_z  = nys
521    nyn_z  = nyn
522    nyn_za = nyn
523
524#endif
525
526!
527!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
528!-- as well as the gridpoint indices on each level
529    IF ( psolver == 'multigrid' )  THEN
530
531!
532!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
533       mg_levels_x = 1
534       mg_levels_y = 1
535       mg_levels_z = 1
536
537       i = nnx
538       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
539          i = i / 2
540          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
541       ENDDO
542
543       j = nny
544       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
545          j = j / 2
546          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
547       ENDDO
548
549       k = nnz
550       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
551          k = k / 2
552          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
553       ENDDO
554
555       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
556
557!
558!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
559!--    levels are processed on PE0 only.
560       IF ( numprocs > 1 )  THEN
561          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
562             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
563
564             mg_levels_x = 1
565             mg_levels_y = 1
566
567             i = nx+1
568             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
569                i = i / 2
570                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
571             ENDDO
572
573             j = ny+1
574             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
575                j = j / 2
576                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
577             ENDDO
578
579             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
580
581             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
582                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
583                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
584             ELSE
585                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
586             ENDIF
587          ELSE
588             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
589             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
590          ENDIF
591
592!
593!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
594!--       by user
595          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
596
597             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
598                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
599                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
600             ENDIF
601
602          ELSE
603!
604!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
605             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
606                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
607                IF ( myid == 0 )  THEN
608                   PRINT*, '+++ WARNING init_pegrid: mg_switch_to_pe0_level ', &
609                               'out of range and reset to default (=0)'
610                ENDIF
611                mg_switch_to_pe0_level = 0
612             ELSE
613!
614!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
615!--             the switch level to this largest number of possible values
616                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
617
618             ENDIF
619          ENDIF
620
621       ENDIF
622
623       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                   &
624                 nxl_mg(maximum_grid_level), nxr_mg(maximum_grid_level), &
625                 nyn_mg(maximum_grid_level), nys_mg(maximum_grid_level), &
626                 nzt_mg(maximum_grid_level) )
627
628       grid_level_count = 0
629       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
630
631       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
632
633          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
634#if defined( __parallel )
635!
636!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
637!--          it is needed in poismg.
638!--          Array bounds of the local subdomain grids are gathered on PE0
639             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
640             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
641             ind(5) = nzt_l
642             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
643             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
644                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
645             DO  j = 0, numprocs-1
646                DO  k = 1, 5
647                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
648                ENDDO
649             ENDDO
650             DEALLOCATE( ind_all )
651!
652!--          Calculate the grid size of the total domain gathered on PE0
653             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
654             nxl_l = 0
655             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
656             nys_l = 0
657!
658!--          The size of this gathered array must not be larger than the
659!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
660!--          array
661             subdomain_size = ( nxr - nxl + 3 )     * ( nyn - nys + 3 )     * &
662                              ( nzt - nzb + 2 )
663             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
664                              ( nzt_l - nzb + 2 )
665
666             IF ( gathered_size > subdomain_size )  THEN
667                IF ( myid == 0 )  THEN
668                   PRINT*, '+++ init_pegrid: not enough memory for storing ', &
669                               'gathered multigrid data on PE0'
670                ENDIF
671                CALL local_stop
672             ENDIF
673#else
674             PRINT*, '+++ init_pegrid: multigrid gather/scatter impossible ', &
675                          'in non parallel mode'
676             CALL local_stop
677#endif
678          ENDIF
679
680          nxl_mg(i) = nxl_l
681          nxr_mg(i) = nxr_l
682          nys_mg(i) = nys_l
683          nyn_mg(i) = nyn_l
684          nzt_mg(i) = nzt_l
685
686          nxl_l = nxl_l / 2 
687          nxr_l = nxr_l / 2
688          nys_l = nys_l / 2 
689          nyn_l = nyn_l / 2 
690          nzt_l = nzt_l / 2 
691       ENDDO
692
693    ELSE
694
695       maximum_grid_level = 1
696
697    ENDIF
698
699    grid_level = maximum_grid_level
700
701#if defined( __parallel )
702!
703!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
704    ngp_y  = nyn - nys + 1
705
706!
707!-- Define a new MPI derived datatype for the exchange of ghost points in
708!-- y-direction for 2D-arrays (line)
709    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+3, 1, ngp_y+2, MPI_REAL, type_x, ierr )
710    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
711    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+3, 1, ngp_y+2, MPI_INTEGER, type_x_int, ierr )
712    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int, ierr )
713
714!
715!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
716!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
717!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
718!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
719!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
720    ALLOCATE ( ngp_yz(maximum_grid_level), type_xz(maximum_grid_level) )
721
722    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
723         
724    DO i = maximum_grid_level, 1 , -1
725       ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
726
727       CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
728                             MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
729       CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
730
731       nxl_l = nxl_l / 2 
732       nxr_l = nxr_l / 2
733       nys_l = nys_l / 2 
734       nyn_l = nyn_l / 2 
735       nzt_l = nzt_l / 2 
736    ENDDO
737#endif
738
739#if defined( __parallel )
740!
741!-- Setting of flags for inflow/outflow conditions in case of non-cyclic
742!-- horizontal boundary conditions. Set variables for extending array u (v)
743!-- by one gridpoint on the left/rightmost (northest/southest) processor
744    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
745       IF ( bc_lr == 'dirichlet/neumann' )  THEN
746          inflow_l  = .TRUE.
747       ELSEIF ( bc_lr == 'neumann/dirichlet' )  THEN
748          outflow_l = .TRUE.
749       ENDIF
750    ENDIF
751
752    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
753       IF ( bc_lr == 'dirichlet/neumann' )  THEN
754          outflow_r = .TRUE.
755       ELSEIF ( bc_lr == 'neumann/dirichlet' )  THEN
756          inflow_r  = .TRUE.
757       ENDIF
758       uxrp      = 1
759    ENDIF
760
761    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
762       IF ( bc_ns == 'dirichlet/neumann' )  THEN
763          outflow_s = .TRUE.
764       ELSEIF ( bc_ns == 'neumann/dirichlet' )  THEN
765          inflow_s  = .TRUE.
766       ENDIF
767    ENDIF
768
769    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
770       IF ( bc_ns == 'dirichlet/neumann' )  THEN
771          inflow_n  = .TRUE.
772       ELSEIF ( bc_ns == 'neumann/dirichlet' )  THEN
773          outflow_n = .TRUE.
774       ENDIF
775       vynp      = 1
776    ENDIF
777
778!
779!-- Additional MPI derived data type for the exchange of ghost points along x
780!-- needed in case of non-cyclic boundary conditions along y on the northmost
781!-- processors (for the exchange of the enlarged v array)
782    IF ( bc_ns /= 'cyclic'  .AND.  pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
783       ngp_yz_p = ( nzt - nzb + 2 ) * ( nyn + vynp - nys + 3 )
784       CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+3, nzt-nzb+2, ngp_yz_p, &
785                             MPI_REAL, type_xz_p, ierr )
786       CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_p, ierr )
787    ENDIF
788#else
789    IF ( bc_lr == 'dirichlet/neumann' )  THEN
790       inflow_l  = .TRUE.
791       outflow_r = .TRUE.
792       uxrp      = 1
793    ELSEIF ( bc_lr == 'neumann/dirichlet' )  THEN
794       outflow_l = .TRUE.
795       inflow_r  = .TRUE.
796    ENDIF
797
798    IF ( bc_ns == 'dirichlet/neumann' )  THEN
799       inflow_n  = .TRUE.
800       outflow_s = .TRUE.
801    ELSEIF ( bc_ns == 'neumann/dirichlet' )  THEN
802       outflow_n = .TRUE.
803       inflow_s  = .TRUE.
804       vynp      = 1
805    ENDIF
806#endif
807
808    IF ( psolver == 'poisfft_hybrid' )  THEN
809       CALL poisfft_hybrid_ini
810    ELSE
811       CALL poisfft_init
812    ENDIF
813
814 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.