source: palm/trunk/SOURCE/poisfft.f90 @ 1310

Last change on this file since 1310 was 1310, checked in by raasch, 10 years ago

update of GPL copyright

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 42.1 KB
RevLine 
[1]1 MODULE poisfft_mod
2
[1036]3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[1310]17! Copyright 1997-2014  Leibniz Universitaet Hannover
[1036]18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
[484]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
[1217]22!
[1307]23!
[1217]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: poisfft.f90 1310 2014-03-14 08:01:56Z raasch $
27!
[1307]28! 1306 2014-03-13 14:30:59Z raasch
29! openmp sections removed from the overlap branch,
30! second argument removed from parameter list
31!
[1217]32! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
[1216]33! resorting of arrays moved to separate routines resort_for_...,
34! one argument, used as temporary work array, removed from all transpose
35! routines
36! overlapping fft / transposition implemented
[1112]37!
[1213]38! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
39! tridia routines moved to seperate module tridia_solver
40!
[1209]41! 1208 2013-08-13 06:41:49Z raasch
42! acc-update clauses added for "ar" so that ffts other than cufft can also be
43! used (although they are not ported and will give a poor performance)
44!
[1112]45! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
[1111]46! further openACC porting of non-parallel (MPI) branch:
47! tridiagonal routines split into extermal subroutines (instead using CONTAINS),
48! no distinction between parallel/non-parallel in poisfft and tridia any more,
[1112]49! tridia routines moved to end of file because of probable bug in PGI compiler 12.5
[1111]50! (otherwise "invalid device function" is indicated during runtime),
51! optimization of tridia routines: constant elements and coefficients of tri are
52! stored in seperate arrays ddzuw and tric, last dimension of tri reduced from 5
53! to 2,
54! poisfft_init is now called internally from poisfft, maketri is called from
55! poisfft_init,
56! ibc_p_b = 2 removed
[1]57!
[1107]58! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
59! routines fftx, ffty, fftxp, fftyp removed, calls replaced by fft_x, fft_y,
60! in the 1D-decomposition routines fft_x, ffty are replaced by fft_x_1d,
61! fft_y_1d
62!
[1104]63! 1103 2013-02-20 02:15:53Z raasch
64! tri, ar, and ar1 arguments in tridia-routines (2d) are removed because they
65! sometimes cause segmentation faults with intel 12.1 compiler
66!
[1093]67! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
68! unused variables removed
69!
[1037]70! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
71! code put under GPL (PALM 3.9)
72!
[1014]73! 2012-09-21 07:03:55Z raasch
74! FLOAT type conversion replaced by REAL
75!
[1004]76! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
77! indices nxa, nya, etc. replaced by nx, ny, etc.
78!
[941]79! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
80! special handling of tri-array as an argument in tridia_1dd routines switched
81! off because it caused segmentation faults with intel 12.1 compiler
82!
[878]83! 877 2012-04-03 11:21:44Z suehring
84! Bugfix: Avoid divisions by zero in case of using a 'neumann' bc for the
85! pressure at the top of the model domain.
86!
[810]87! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
88! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
89!
[808]90! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
91! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
92! (most of the code is unneeded by check_namelist_files).
93!
[764]94! 763 2011-10-06 09:32:09Z suehring
95! Comment added concerning the last change.
96!
[762]97! 761 2011-10-05 17:58:52Z suehring
98! Bugfix: Avoid divisions by zero in case of using a 'neumann' bc for the
99! pressure at the top of the model domain.
100!
[697]101! 696 2011-03-18 07:03:49Z raasch
102! work_fftx removed from PRIVATE clauses in fftx_tr_xy and tr_yx_fftx
103!
[684]104! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
105! openMP parallelization for 2d-domain-decomposition
106!
[668]107! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
108! ddzu replaced by ddzu_pres due to changes in zu(0)
109!
[623]110! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
111! optional barriers included in order to speed up collective operations
112!
[392]113! 377 2009-09-04 11:09:00Z raasch
114! __lcmuk changed to __lc to avoid problems with Intel compiler on sgi-ice
115!
[198]116! 164 2008-05-15 08:46:15Z raasch
117! Arguments removed from transpose routines
118!
[139]119! 128 2007-10-26 13:11:14Z raasch
120! Bugfix: wavenumber calculation for even nx in routines maketri
121!
[90]122! 85 2007-05-11 09:35:14Z raasch
123! Bugfix: work_fft*_vec removed from some PRIVATE-declarations
124!
[77]125! 76 2007-03-29 00:58:32Z raasch
126! Tridiagonal coefficients adjusted for Neumann boundary conditions both at
127! the bottom and the top.
128!
[3]129! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
130!
[1]131! Revision 1.24  2006/08/04 15:00:24  raasch
132! Default setting of the thread number tn in case of not using OpenMP
133!
134! Revision 1.23  2006/02/23 12:48:38  raasch
135! Additional compiler directive in routine tridia_1dd for preventing loop
136! exchange on NEC-SX6
137!
138! Revision 1.20  2004/04/30 12:38:09  raasch
139! Parts of former poisfft_hybrid moved to this subroutine,
140! former subroutine changed to a module, renaming of FFT-subroutines and
141! -module, FFTs completely substituted by calls of fft_x and fft_y,
142! NAG fft used in the non-parallel case completely removed, l in maketri
143! is now a 1d-array, variables passed by modules instead of using parameter
144! lists, enlarged transposition arrays introduced
145!
146! Revision 1.1  1997/07/24 11:24:14  raasch
147! Initial revision
148!
149!
150! Description:
151! ------------
[1306]152! Original version by Stephan Siano (pois3d), as of July 23, 1996
153! Adapted for 2D-domain-decomposition by Siegfried Raasch, July 3, 1997
154!
155! Solves the Poisson equation with a 2D spectral method
156!        d^2 p / dx^2 + d^2 p / dy^2 + d^2 p / dz^2 = s
157!
158! Input:
159! real    ar   contains (nnz,nny,nnx) elements of the velocity divergence,
160!              starting from (1,nys,nxl)
161!
162! Output:
163! real    ar   contains the solution for perturbation pressure p
[1]164!------------------------------------------------------------------------------!
165
166    USE fft_xy
167    USE indices
168    USE transpose_indices
[1212]169    USE tridia_solver
[1]170
171    IMPLICIT NONE
172
[1111]173    LOGICAL, SAVE ::  poisfft_initialized = .FALSE.
174
[1]175    PRIVATE
[807]176
[809]177#if ! defined ( __check )
[1]178    PUBLIC  poisfft, poisfft_init
179
180    INTERFACE poisfft
181       MODULE PROCEDURE poisfft
182    END INTERFACE poisfft
183
184    INTERFACE poisfft_init
185       MODULE PROCEDURE poisfft_init
186    END INTERFACE poisfft_init
[807]187#else
188    PUBLIC  poisfft_init
[1]189
[807]190    INTERFACE poisfft_init
191       MODULE PROCEDURE poisfft_init
192    END INTERFACE poisfft_init
193#endif
194
[1]195 CONTAINS
196
197    SUBROUTINE poisfft_init
198
[1111]199       USE arrays_3d,  ONLY:  ddzu_pres, ddzw
200
201       IMPLICIT NONE
202
203       INTEGER ::  k
204
205
[1]206       CALL fft_init
207
[1212]208       CALL tridia_init
[1111]209
210       poisfft_initialized = .TRUE.
211
[1]212    END SUBROUTINE poisfft_init
213
[1111]214
[809]215#if ! defined ( __check )
[1306]216    SUBROUTINE poisfft( ar )
[1]217
[1216]218       USE control_parameters,  ONLY : fft_method, transpose_compute_overlap
[1]219       USE cpulog
220       USE interfaces
221       USE pegrid
222
223       IMPLICIT NONE
224
[1306]225       INTEGER ::  ii, iind, inew, jj, jind, jnew, ki, kk, knew, n, nblk, &
226                   nnx_y, nny_z, nnz_t, nnz_x, nxl_y_bound, nxr_y_bound
[1216]227       INTEGER, DIMENSION(4) ::  isave
[1]228
[1216]229       REAL, DIMENSION(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr) ::  ar
230       !$acc declare create( ar_inv )
231       REAL, DIMENSION(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) ::  ar_inv
[1]232
[1306]233       REAL, DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  ar1, f_in, f_inv, f_out_y, &
234                                                 f_out_z
[1216]235
236
[1]237       CALL cpu_log( log_point_s(3), 'poisfft', 'start' )
238
[1111]239       IF ( .NOT. poisfft_initialized )  CALL poisfft_init
240
[1]241!
242!--    Two-dimensional Fourier Transformation in x- and y-direction.
[1111]243       IF ( pdims(2) == 1  .AND.  pdims(1) > 1 )  THEN
[1]244
245!
246!--       1d-domain-decomposition along x:
247!--       FFT along y and transposition y --> x
[1216]248          CALL ffty_tr_yx( ar, ar )
[1]249
250!
251!--       FFT along x, solving the tridiagonal system and backward FFT
252          CALL fftx_tri_fftx( ar )
253
254!
255!--       Transposition x --> y and backward FFT along y
[1216]256          CALL tr_xy_ffty( ar, ar )
[1]257
[1111]258       ELSEIF ( pdims(1) == 1  .AND.  pdims(2) > 1 )  THEN
[1]259
260!
261!--       1d-domain-decomposition along y:
262!--       FFT along x and transposition x --> y
[1216]263          CALL fftx_tr_xy( ar, ar )
[1]264
265!
266!--       FFT along y, solving the tridiagonal system and backward FFT
267          CALL ffty_tri_ffty( ar )
268
269!
270!--       Transposition y --> x and backward FFT along x
[1216]271          CALL tr_yx_fftx( ar, ar )
[1]272
[1216]273       ELSEIF ( .NOT. transpose_compute_overlap )  THEN
[1]274
275!
[1111]276!--       2d-domain-decomposition or no decomposition (1 PE run)
[1]277!--       Transposition z --> x
278          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'start' )
[1216]279          CALL resort_for_zx( ar, ar_inv )
280          CALL transpose_zx( ar_inv, ar )
[1]281          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
282
283          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'start' )
[1208]284          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
285             !$acc update host( ar )
286          ENDIF
[1106]287          CALL fft_x( ar, 'forward' )
[1208]288          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
289             !$acc update device( ar )
290          ENDIF
[1]291          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
292
293!
294!--       Transposition x --> y
295          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]296          CALL resort_for_xy( ar, ar_inv )
297          CALL transpose_xy( ar_inv, ar )
[1]298          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
299
300          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'start' )
[1208]301          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
302             !$acc update host( ar )
303          ENDIF
[1216]304          CALL fft_y( ar, 'forward', ar_tr = ar,                &
305                      nxl_y_bound = nxl_y, nxr_y_bound = nxr_y, &
306                      nxl_y_l = nxl_y, nxr_y_l = nxr_y )
[1208]307          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
308             !$acc update device( ar )
309          ENDIF
[1]310          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
311
312!
313!--       Transposition y --> z
314          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]315          CALL resort_for_yz( ar, ar_inv )
316          CALL transpose_yz( ar_inv, ar )
[1]317          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'stop' )
318
319!
[1106]320!--       Solve the tridiagonal equation system along z
[1]321          CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'start' )
[1212]322          CALL tridia_substi( ar )
[1]323          CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'stop' )
324
325!
326!--       Inverse Fourier Transformation
327!--       Transposition z --> y
328          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'start' )
[1216]329          CALL transpose_zy( ar, ar_inv )
330          CALL resort_for_zy( ar_inv, ar )
[1]331          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
332
333          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue' )
[1208]334          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
335             !$acc update host( ar )
336          ENDIF
[1216]337          CALL fft_y( ar, 'backward', ar_tr = ar,               &
338                      nxl_y_bound = nxl_y, nxr_y_bound = nxr_y, &
339                      nxl_y_l = nxl_y, nxr_y_l = nxr_y )
[1208]340          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
341             !$acc update device( ar )
342          ENDIF
[1]343          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'stop' )
344
345!
346!--       Transposition y --> x
347          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]348          CALL transpose_yx( ar, ar_inv )
349          CALL resort_for_yx( ar_inv, ar )
[1]350          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
351
352          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'continue' )
[1208]353          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
354             !$acc update host( ar )
355          ENDIF
[1106]356          CALL fft_x( ar, 'backward' )
[1208]357          IF ( fft_method /= 'system-specific' )  THEN
358             !$acc update device( ar )
359          ENDIF
[1]360          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'stop' )
361
362!
363!--       Transposition x --> z
364          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]365          CALL transpose_xz( ar, ar_inv )
366          CALL resort_for_xz( ar_inv, ar )
[1]367          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'stop' )
368
[1216]369       ELSE
370
371!
372!--       2d-domain-decomposition or no decomposition (1 PE run) with
373!--       overlapping transposition / fft
374          ALLOCATE( f_out_y(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y), &
375                    f_out_z(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
376!
377!--       Transposition z --> x + subsequent fft along x
378          ALLOCATE( f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
379          CALL resort_for_zx( ar, f_inv )
380!
381!--       Save original indices and gridpoint counter
382          isave(1) = nz
383          isave(2) = nzb_x
384          isave(3) = nzt_x
385          isave(4) = sendrecvcount_zx
386!
387!--       Set new indices for transformation
388          nblk  = nz / pdims(1)
389          nz    = pdims(1)
390          nnz_x = 1
391          nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
392          nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
393          sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
394
[1306]395          ALLOCATE( ar1(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
[1216]396          ALLOCATE( f_in(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
397
[1306]398          DO  kk = 1, nblk
[1216]399
[1306]400             IF ( kk == 1 )  THEN
401                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'start' )
402             ELSE
403                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
404             ENDIF
[1216]405
[1306]406             DO  knew = 1, nz
407                ki = kk + nblk * ( knew - 1 )
408                f_in(:,:,knew) = f_inv(:,:,ki)
409             ENDDO
[1216]410
[1306]411             CALL transpose_zx( f_in, ar1(:,:,:))
412             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]413
[1306]414             IF ( kk == 1 )  THEN
415                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'start' )
416             ELSE
417                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'continue' )
[1216]418             ENDIF
419
[1306]420             n = isave(2) + kk - 1
421             CALL fft_x( ar1(:,:,:), 'forward',  ar_2d = f_out_z(:,:,n))
422             CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
[1216]423
424          ENDDO
425!
426!--       Restore original indices/counters
427          nz               = isave(1)
428          nzb_x            = isave(2)
429          nzt_x            = isave(3)
430          sendrecvcount_zx = isave(4)
431
432          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
433
434!
435!--       Transposition x --> y + subsequent fft along y
436          ALLOCATE( f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
437          CALL resort_for_xy( f_out_z, f_inv )
438!
439!--       Save original indices and gridpoint counter
440          isave(1) = nx
441          isave(2) = nxl_y
442          isave(3) = nxr_y
443          isave(4) = sendrecvcount_xy
444!
445!--       Set new indices for transformation
446          nblk  = ( ( nx+1 ) / pdims(2) ) - 1
447          nx    = pdims(2)
448          nnx_y = 1
449          nxl_y = myidy * nnx_y
450          nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
451          sendrecvcount_xy = nnx_y * ( nyn_x-nys_x+1 ) * ( nzt_x-nzb_x+1 )
452
[1306]453          ALLOCATE( ar1(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) )
[1216]454          ALLOCATE( f_in(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
455
[1306]456          DO  ii = 0, nblk
[1216]457
[1306]458             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]459
[1306]460             DO  inew = 0, nx-1
461                iind = ii + ( nblk + 1 ) * inew
462                f_in(:,:,inew) = f_inv(:,:,iind)
463             ENDDO
[1216]464
[1306]465             CALL transpose_xy( f_in, ar1(:,:,:) )
[1216]466
[1306]467             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]468
[1306]469             IF ( ii == 1 )  THEN
470                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'start' )
471             ELSE
472                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue' )
[1216]473             ENDIF
474
[1306]475             nxl_y_bound = isave(2)
476             nxr_y_bound = isave(3)
477             n           = isave(2) + ii
478             CALL fft_y( ar1(:,:,:), 'forward', ar_tr = f_out_y,               &
479                         nxl_y_bound = nxl_y_bound, nxr_y_bound = nxr_y_bound, &
480                         nxl_y_l = n, nxr_y_l = n )
[1216]481
[1306]482             CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
[1216]483
484          ENDDO
485!
486!--       Restore original indices/counters
487          nx               = isave(1)
488          nxl_y            = isave(2)
489          nxr_y            = isave(3)
490          sendrecvcount_xy = isave(4)
491
492          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
493
494!
495!--       Transposition y --> z + subsequent tridia + resort for z --> y
496          ALLOCATE( f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) )
497          CALL resort_for_yz( f_out_y, f_inv )
498!
499!--       Save original indices and gridpoint counter
500          isave(1) = ny
501          isave(2) = nys_z
502          isave(3) = nyn_z
503          isave(4) = sendrecvcount_yz
504!
505!--       Set new indices for transformation
506          nblk             = ( ( ny+1 ) / pdims(1) ) - 1
507          ny               = pdims(1)
508          nny_z            = 1
509          nys_z            = myidx * nny_z
510          nyn_z            = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
511          sendrecvcount_yz = ( nxr_y-nxl_y+1 ) * nny_z * ( nzt_y-nzb_y+1 )
512
[1306]513          ALLOCATE( ar1(nxl_z:nxr_z,nys_z:nyn_z,1:nz) )
[1216]514          ALLOCATE( f_in(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) )
515
[1306]516          DO  jj = 0, nblk
[1216]517!
[1306]518!--          Forward Fourier Transformation
519!--          Transposition y --> z
520             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]521
[1306]522             DO  jnew = 0, ny-1
523                jind = jj + ( nblk + 1 ) * jnew
524                f_in(:,:,jnew) = f_inv(:,:,jind)
525             ENDDO
[1216]526
[1306]527             CALL transpose_yz( f_in, ar1(:,:,:) )
[1216]528
[1306]529             IF ( jj == nblk )  THEN
530                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'stop' )
531             ELSE
532                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]533             ENDIF
534
535!
[1306]536!--          Solve the tridiagonal equation system along z
537             CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'start' )
[1216]538
[1306]539             n = isave(2) + jj
540             CALL tridia_substi_overlap( ar1(:,:,:), n )
[1216]541
[1306]542             CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'stop' )
[1216]543
[1306]544!
545!--          Inverse Fourier Transformation
546!--          Transposition z --> y
547!--          Only one thread should call MPI routines, therefore forward and
548!--          backward tranpose are in the same section
549             IF ( jj == 0 )  THEN
550                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'start' )
551             ELSE
552                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]553             ENDIF
554
[1306]555             CALL transpose_zy( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]556
[1306]557             DO  jnew = 0, ny-1
558                jind = jj + ( nblk + 1 ) * jnew
559                f_inv(:,:,jind) = f_in(:,:,jnew)
560             ENDDO
[1216]561
[1306]562             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]563
564          ENDDO
565!
566!--       Restore original indices/counters
567          ny               = isave(1)
568          nys_z            = isave(2)
569          nyn_z            = isave(3)
570          sendrecvcount_yz = isave(4)
571
572          CALL resort_for_zy( f_inv, f_out_y )
573
574          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
575
576!
577!--       fft along y backward + subsequent transposition y --> x
578          ALLOCATE( f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
579!
580!--       Save original indices and gridpoint counter
581          isave(1) = nx
582          isave(2) = nxl_y
583          isave(3) = nxr_y
584          isave(4) = sendrecvcount_xy
585!
586!--       Set new indices for transformation
587          nblk             = (( nx+1 ) / pdims(2) ) - 1
588          nx               = pdims(2)
589          nnx_y            = 1
590          nxl_y            = myidy * nnx_y
591          nxr_y            = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
592          sendrecvcount_xy = nnx_y * ( nyn_x-nys_x+1 ) * ( nzt_x-nzb_x+1 )
593
[1306]594          ALLOCATE( ar1(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) )
[1216]595          ALLOCATE( f_in(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
596
[1306]597          DO  ii = 0, nblk
[1216]598
[1306]599             CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue' )
[1216]600
[1306]601             n = isave(2) + ii
602             nxl_y_bound = isave(2)
603             nxr_y_bound = isave(3)
[1216]604
[1306]605             CALL fft_y( ar1(:,:,:), 'backward', ar_tr = f_out_y,              &
606                         nxl_y_bound = nxl_y_bound, nxr_y_bound = nxr_y_bound, &
607                         nxl_y_l = n, nxr_y_l = n )
[1216]608
[1306]609             IF ( ii == nblk )  THEN
610                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'stop' )
611             ELSE
612                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
[1216]613             ENDIF
614
[1306]615             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]616
[1306]617             CALL transpose_yx( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]618
[1306]619             DO  inew = 0, nx-1
620                iind = ii + (nblk+1) * inew
621                f_inv(:,:,iind) = f_in(:,:,inew)
622             ENDDO
[1216]623
[1306]624             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]625
626          ENDDO
627!
628!--       Restore original indices/counters
629          nx               = isave(1)
630          nxl_y            = isave(2)
631          nxr_y            = isave(3)
632          sendrecvcount_xy = isave(4)
633
634          CALL resort_for_yx( f_inv, f_out_z )
635
636          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
637
638!
639!--       fft along x backward + subsequent final transposition x --> z
640          ALLOCATE( f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
641!
642!--       Save original indices and gridpoint counter
643          isave(1) = nz
644          isave(2) = nzb_x
645          isave(3) = nzt_x
646          isave(4) = sendrecvcount_zx
647!
648!--       Set new indices for transformation
649          nblk             = nz / pdims(1)
650          nz               = pdims(1)
651          nnz_x            = 1
652          nzb_x            = 1 + myidx * nnz_x
653          nzt_x            = ( myidx + 1 ) * nnz_x
654          sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
655
[1306]656          ALLOCATE( ar1(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
[1216]657          ALLOCATE( f_in(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
658
[1306]659          DO  kk = 1, nblk
[1216]660
[1306]661             CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'continue' )
[1216]662
[1306]663             n = isave(2) + kk - 1
664             CALL fft_x( ar1(:,:,:), 'backward', f_out_z(:,:,n))
[1216]665
[1306]666             IF ( kk == nblk )  THEN
667                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'stop' )
668             ELSE
669                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
[1216]670             ENDIF
671
[1306]672             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]673
[1306]674             CALL transpose_xz( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]675
[1306]676             DO  knew = 1, nz
677                ki = kk + nblk * (knew-1)
678                f_inv(:,:,ki) = f_in(:,:,knew)
679             ENDDO
[1216]680
[1306]681             IF ( kk == nblk )  THEN
682                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'stop' )
683             ELSE
684                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]685             ENDIF
686
687          ENDDO
688!
689!--       Restore original indices/counters
690          nz               = isave(1)
691          nzb_x            = isave(2)
692          nzt_x            = isave(3)
693          sendrecvcount_zx = isave(4)
694
695          CALL resort_for_xz( f_inv, ar )
696
697          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
698
[1]699       ENDIF
700
701       CALL cpu_log( log_point_s(3), 'poisfft', 'stop' )
702
703    END SUBROUTINE poisfft
704
705
706
[1216]707    SUBROUTINE ffty_tr_yx( f_in, f_out )
[1]708
709!------------------------------------------------------------------------------!
710!  Fourier-transformation along y with subsequent transposition y --> x for
711!  a 1d-decomposition along x
712!
713!  ATTENTION: The performance of this routine is much faster on the NEC-SX6,
714!             if the first index of work_ffty_vec is odd. Otherwise
715!             memory bank conflicts may occur (especially if the index is a
716!             multiple of 128). That's why work_ffty_vec is dimensioned as
717!             0:ny+1.
718!             Of course, this will not work if users are using an odd number
719!             of gridpoints along y.
720!------------------------------------------------------------------------------!
721
722       USE control_parameters
723       USE cpulog
724       USE indices
725       USE interfaces
726       USE pegrid
727       USE transpose_indices
728
729       IMPLICIT NONE
730
731       INTEGER            ::  i, iend, iouter, ir, j, k
732       INTEGER, PARAMETER ::  stridex = 4
733
734       REAL, DIMENSION(0:ny,stridex)                    ::  work_ffty
735#if defined( __nec )
736       REAL, DIMENSION(0:ny+1,1:nz,nxl:nxr)             ::  work_ffty_vec
737#endif
[1003]738       REAL, DIMENSION(1:nz,0:ny,nxl:nxr)            ::  f_in
739       REAL, DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  f_out
740       REAL, DIMENSION(nxl:nxr,1:nz,0:ny)            ::  work
[1]741
742!
743!--    Carry out the FFT along y, where all data are present due to the
744!--    1d-decomposition along x. Resort the data in a way that x becomes
745!--    the first index.
[1106]746       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'start' )
[1]747
748       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
749#if defined( __nec )
750!
751!--       Code optimized for vector processors
[85]752!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]753!$OMP     DO
754          DO  i = nxl, nxr
755
756             DO  j = 0, ny
757                DO  k = 1, nz
758                   work_ffty_vec(j,k,i) = f_in(k,j,i)
759                ENDDO
760             ENDDO
761
762             CALL fft_y_m( work_ffty_vec(:,:,i), ny+1, 'forward' )
763
764          ENDDO
765
766!$OMP     DO
767          DO  k = 1, nz
768             DO  j = 0, ny
769                DO  i = nxl, nxr
770                   work(i,k,j) = work_ffty_vec(j,k,i)
771                ENDDO
772             ENDDO
773          ENDDO
774!$OMP     END PARALLEL
775#endif
776
777       ELSE
778
779!
780!--       Cache optimized code.
781!--       The i-(x-)direction is split into a strided outer loop and an inner
782!--       loop for better cache performance
783!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,iend,iouter,ir,j,k,work_ffty)
784!$OMP     DO
785          DO  iouter = nxl, nxr, stridex
786
787             iend = MIN( iouter+stridex-1, nxr )  ! Upper bound for inner i loop
788
789             DO  k = 1, nz
790
791                DO  i = iouter, iend
792
793                   ir = i-iouter+1  ! counter within a stride
794                   DO  j = 0, ny
795                      work_ffty(j,ir) = f_in(k,j,i)
796                   ENDDO
797!
798!--                FFT along y
[1106]799                   CALL fft_y_1d( work_ffty(:,ir), 'forward' )
[1]800
801                ENDDO
802
803!
804!--             Resort
805                DO  j = 0, ny
806                   DO  i = iouter, iend
807                      work(i,k,j) = work_ffty(j,i-iouter+1)
808                   ENDDO
809                ENDDO
810
811             ENDDO
812
813          ENDDO
814!$OMP     END PARALLEL
815
816       ENDIF
[1106]817       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'pause' )
[1]818
819!
820!--    Transpose array
[1111]821#if defined( __parallel )
[1]822       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]823       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]824       CALL MPI_ALLTOALL( work(nxl,1,0),      sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
825                          f_out(1,1,nys_x,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
826                          comm1dx, ierr )
827       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]828#endif
[1]829
830    END SUBROUTINE ffty_tr_yx
831
832
[1216]833    SUBROUTINE tr_xy_ffty( f_in, f_out )
[1]834
835!------------------------------------------------------------------------------!
836!  Transposition x --> y with a subsequent backward Fourier transformation for
837!  a 1d-decomposition along x
838!------------------------------------------------------------------------------!
839
840       USE control_parameters
841       USE cpulog
842       USE indices
843       USE interfaces
844       USE pegrid
845       USE transpose_indices
846
847       IMPLICIT NONE
848
849       INTEGER            ::  i, iend, iouter, ir, j, k
850       INTEGER, PARAMETER ::  stridex = 4
851
852       REAL, DIMENSION(0:ny,stridex)                    ::  work_ffty
853#if defined( __nec )
854       REAL, DIMENSION(0:ny+1,1:nz,nxl:nxr)             ::  work_ffty_vec
855#endif
[1003]856       REAL, DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  f_in
857       REAL, DIMENSION(1:nz,0:ny,nxl:nxr)             ::  f_out
858       REAL, DIMENSION(nxl:nxr,1:nz,0:ny)             ::  work
[1]859
860!
861!--    Transpose array
[1111]862#if defined( __parallel )
[1]863       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]864       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]865       CALL MPI_ALLTOALL( f_in(1,1,nys_x,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
866                          work(nxl,1,0),     sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
867                          comm1dx, ierr )
868       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]869#endif
[1]870
871!
872!--    Resort the data in a way that y becomes the first index and carry out the
873!--    backward fft along y.
[1106]874       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'continue' )
[1]875
876       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
877#if defined( __nec )
878!
879!--       Code optimized for vector processors
[85]880!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]881!$OMP     DO
882          DO  k = 1, nz
883             DO  j = 0, ny
884                DO  i = nxl, nxr
885                   work_ffty_vec(j,k,i) = work(i,k,j)
886                ENDDO
887             ENDDO
888          ENDDO
889
890!$OMP     DO
891          DO  i = nxl, nxr
892
893             CALL fft_y_m( work_ffty_vec(:,:,i), ny+1, 'backward' )
894
895             DO  j = 0, ny
896                DO  k = 1, nz
897                   f_out(k,j,i) = work_ffty_vec(j,k,i)
898                ENDDO
899             ENDDO
900
901          ENDDO
902!$OMP     END PARALLEL
903#endif
904
905       ELSE
906
907!
908!--       Cache optimized code.
909!--       The i-(x-)direction is split into a strided outer loop and an inner
910!--       loop for better cache performance
911!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, iend, iouter, ir, j, k, work_ffty )
912!$OMP     DO
913          DO  iouter = nxl, nxr, stridex
914
915             iend = MIN( iouter+stridex-1, nxr )  ! Upper bound for inner i loop
916
917             DO  k = 1, nz
918!
919!--             Resort
920                DO  j = 0, ny
921                   DO  i = iouter, iend
922                      work_ffty(j,i-iouter+1) = work(i,k,j)
923                   ENDDO
924                ENDDO
925
926                DO  i = iouter, iend
927
928!
929!--                FFT along y
930                   ir = i-iouter+1  ! counter within a stride
[1106]931                   CALL fft_y_1d( work_ffty(:,ir), 'backward' )
[1]932
933                   DO  j = 0, ny
934                      f_out(k,j,i) = work_ffty(j,ir)
935                   ENDDO
936                ENDDO
937
938             ENDDO
939
940          ENDDO
941!$OMP     END PARALLEL
942
943       ENDIF
944
[1106]945       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'stop' )
[1]946
947    END SUBROUTINE tr_xy_ffty
948
949
950    SUBROUTINE fftx_tri_fftx( ar )
951
952!------------------------------------------------------------------------------!
953!  FFT along x, solution of the tridiagonal system and backward FFT for
954!  a 1d-decomposition along x
955!
956!  WARNING: this subroutine may still not work for hybrid parallelization
957!           with OpenMP (for possible necessary changes see the original
958!           routine poisfft_hybrid, developed by Klaus Ketelsen, May 2002)
959!------------------------------------------------------------------------------!
960
961       USE control_parameters
962       USE cpulog
963       USE grid_variables
964       USE indices
965       USE interfaces
966       USE pegrid
967       USE transpose_indices
968
969       IMPLICIT NONE
970
971       INTEGER ::  i, j, k, m, n, omp_get_thread_num, tn
972
[1003]973       REAL, DIMENSION(0:nx)                          ::  work_fftx
974       REAL, DIMENSION(0:nx,1:nz)                     ::  work_trix
975       REAL, DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  ar
976       REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE          ::  tri
[1]977
978
[1106]979       CALL cpu_log( log_point_s(33), 'fft_x_1d + tridia', 'start' )
[1]980
981       ALLOCATE( tri(5,0:nx,0:nz-1,0:threads_per_task-1) )
982
983       tn = 0              ! Default thread number in case of one thread
984!$OMP  PARALLEL DO PRIVATE ( i, j, k, m, n, tn, work_fftx, work_trix )
985       DO  j = nys_x, nyn_x
986
987!$        tn = omp_get_thread_num()
988
989          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
990!
991!--          Code optimized for vector processors
992             DO  k = 1, nz
993
994                m = 0
995                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]996                   DO  i = 1, nnx
[1]997                      work_trix(m,k) = ar(i,k,j,n)
998                      m = m + 1
999                   ENDDO
1000                ENDDO
1001
1002             ENDDO
1003
1004             CALL fft_x_m( work_trix, 'forward' )
1005
1006          ELSE
1007!
1008!--          Cache optimized code
1009             DO  k = 1, nz
1010
1011                m = 0
1012                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1013                   DO  i = 1, nnx
[1]1014                      work_fftx(m) = ar(i,k,j,n)
1015                      m = m + 1
1016                   ENDDO
1017                ENDDO
1018
[1106]1019                CALL fft_x_1d( work_fftx, 'forward' )
[1]1020
1021                DO  i = 0, nx
1022                   work_trix(i,k) = work_fftx(i)
1023                ENDDO
1024
1025             ENDDO
1026
1027          ENDIF
1028
1029!
1030!--       Solve the linear equation system
1031          CALL tridia_1dd( ddx2, ddy2, nx, ny, j, work_trix, tri(:,:,:,tn) )
1032
1033          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1034!
1035!--          Code optimized for vector processors
1036             CALL fft_x_m( work_trix, 'backward' )
1037
1038             DO  k = 1, nz
1039
1040                m = 0
1041                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1042                   DO  i = 1, nnx
[1]1043                      ar(i,k,j,n) = work_trix(m,k)
1044                      m = m + 1
1045                   ENDDO
1046                ENDDO
1047
1048             ENDDO
1049
1050          ELSE
1051!
1052!--          Cache optimized code
1053             DO  k = 1, nz
1054
1055                DO  i = 0, nx
1056                   work_fftx(i) = work_trix(i,k)
1057                ENDDO
1058
[1106]1059                CALL fft_x_1d( work_fftx, 'backward' )
[1]1060
1061                m = 0
1062                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1063                   DO  i = 1, nnx
[1]1064                      ar(i,k,j,n) = work_fftx(m)
1065                      m = m + 1
1066                   ENDDO
1067                ENDDO
1068
1069             ENDDO
1070
1071          ENDIF
1072
1073       ENDDO
1074
1075       DEALLOCATE( tri )
1076
[1106]1077       CALL cpu_log( log_point_s(33), 'fft_x_1d + tridia', 'stop' )
[1]1078
1079    END SUBROUTINE fftx_tri_fftx
1080
1081
[1216]1082    SUBROUTINE fftx_tr_xy( f_in, f_out )
[1]1083
1084!------------------------------------------------------------------------------!
1085!  Fourier-transformation along x with subsequent transposition x --> y for
1086!  a 1d-decomposition along y
1087!
1088!  ATTENTION: The NEC-branch of this routine may significantly profit from
1089!             further optimizations. So far, performance is much worse than
1090!             for routine ffty_tr_yx (more than three times slower).
1091!------------------------------------------------------------------------------!
1092
1093       USE control_parameters
1094       USE cpulog
1095       USE indices
1096       USE interfaces
1097       USE pegrid
1098       USE transpose_indices
1099
1100       IMPLICIT NONE
1101
1102       INTEGER            ::  i, j, k
1103
[1003]1104       REAL, DIMENSION(0:nx,1:nz,nys:nyn)             ::  work_fftx
1105       REAL, DIMENSION(1:nz,nys:nyn,0:nx)             ::  f_in
1106       REAL, DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  f_out
1107       REAL, DIMENSION(nys:nyn,1:nz,0:nx)             ::  work
[1]1108
1109!
1110!--    Carry out the FFT along x, where all data are present due to the
1111!--    1d-decomposition along y. Resort the data in a way that y becomes
1112!--    the first index.
[1106]1113       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'start' )
[1]1114
1115       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1116!
1117!--       Code for vector processors
[85]1118!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]1119!$OMP     DO
1120          DO  i = 0, nx
1121
1122             DO  j = nys, nyn
1123                DO  k = 1, nz
1124                   work_fftx(i,k,j) = f_in(k,j,i)
1125                ENDDO
1126             ENDDO
1127
1128          ENDDO
1129
1130!$OMP     DO
1131          DO  j = nys, nyn
1132
1133             CALL fft_x_m( work_fftx(:,:,j), 'forward' )
1134
1135             DO  k = 1, nz
1136                DO  i = 0, nx
1137                   work(j,k,i) = work_fftx(i,k,j)
1138                ENDDO
1139             ENDDO
1140
1141          ENDDO
1142!$OMP     END PARALLEL
1143
1144       ELSE
1145
1146!
1147!--       Cache optimized code (there might be still a potential for better
1148!--       optimization).
[696]1149!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
[1]1150!$OMP     DO
1151          DO  i = 0, nx
1152
1153             DO  j = nys, nyn
1154                DO  k = 1, nz
1155                   work_fftx(i,k,j) = f_in(k,j,i)
1156                ENDDO
1157             ENDDO
1158
1159          ENDDO
1160
1161!$OMP     DO
1162          DO  j = nys, nyn
1163             DO  k = 1, nz
1164
[1106]1165                CALL fft_x_1d( work_fftx(0:nx,k,j), 'forward' )
[1]1166
1167                DO  i = 0, nx
1168                   work(j,k,i) = work_fftx(i,k,j)
1169                ENDDO
1170             ENDDO
1171
1172          ENDDO
1173!$OMP     END PARALLEL
1174
1175       ENDIF
[1106]1176       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'pause' )
[1]1177
1178!
1179!--    Transpose array
[1111]1180#if defined( __parallel )
[1]1181       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]1182       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]1183       CALL MPI_ALLTOALL( work(nys,1,0),      sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1184                          f_out(1,1,nxl_y,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1185                          comm1dy, ierr )
1186       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]1187#endif
[1]1188
1189    END SUBROUTINE fftx_tr_xy
1190
1191
[1216]1192    SUBROUTINE tr_yx_fftx( f_in, f_out )
[1]1193
1194!------------------------------------------------------------------------------!
1195!  Transposition y --> x with a subsequent backward Fourier transformation for
1196!  a 1d-decomposition along x
1197!------------------------------------------------------------------------------!
1198
1199       USE control_parameters
1200       USE cpulog
1201       USE indices
1202       USE interfaces
1203       USE pegrid
1204       USE transpose_indices
1205
1206       IMPLICIT NONE
1207
1208       INTEGER            ::  i, j, k
1209
[1003]1210       REAL, DIMENSION(0:nx,1:nz,nys:nyn)             ::  work_fftx
1211       REAL, DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  f_in
1212       REAL, DIMENSION(1:nz,nys:nyn,0:nx)             ::  f_out
1213       REAL, DIMENSION(nys:nyn,1:nz,0:nx)             ::  work
[1]1214
1215!
1216!--    Transpose array
[1111]1217#if defined( __parallel )
[1]1218       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]1219       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]1220       CALL MPI_ALLTOALL( f_in(1,1,nxl_y,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1221                          work(nys,1,0),     sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1222                          comm1dy, ierr )
1223       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]1224#endif
[1]1225
1226!
1227!--    Carry out the FFT along x, where all data are present due to the
1228!--    1d-decomposition along y. Resort the data in a way that y becomes
1229!--    the first index.
[1106]1230       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'continue' )
[1]1231
1232       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1233!
1234!--       Code optimized for vector processors
[85]1235!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]1236!$OMP     DO
1237          DO  j = nys, nyn
1238
1239             DO  k = 1, nz
1240                DO  i = 0, nx
1241                   work_fftx(i,k,j) = work(j,k,i)
1242                ENDDO
1243             ENDDO
1244
1245             CALL fft_x_m( work_fftx(:,:,j), 'backward' )
1246
1247          ENDDO
1248
1249!$OMP     DO
1250          DO  i = 0, nx
1251             DO  j = nys, nyn
1252                DO  k = 1, nz
1253                   f_out(k,j,i) = work_fftx(i,k,j)
1254                ENDDO
1255             ENDDO
1256          ENDDO
1257!$OMP     END PARALLEL
1258
1259       ELSE
1260
1261!
1262!--       Cache optimized code (there might be still a potential for better
1263!--       optimization).
[696]1264!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
[1]1265!$OMP     DO
1266          DO  j = nys, nyn
1267             DO  k = 1, nz
1268
1269                DO  i = 0, nx
1270                   work_fftx(i,k,j) = work(j,k,i)
1271                ENDDO
1272
[1106]1273                CALL fft_x_1d( work_fftx(0:nx,k,j), 'backward' )
[1]1274
1275             ENDDO
1276          ENDDO
1277
1278!$OMP     DO
1279          DO  i = 0, nx
1280             DO  j = nys, nyn
1281                DO  k = 1, nz
1282                   f_out(k,j,i) = work_fftx(i,k,j)
1283                ENDDO
1284             ENDDO
1285          ENDDO
1286!$OMP     END PARALLEL
1287
1288       ENDIF
[1106]1289       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'stop' )
[1]1290
1291    END SUBROUTINE tr_yx_fftx
1292
1293
1294    SUBROUTINE ffty_tri_ffty( ar )
1295
1296!------------------------------------------------------------------------------!
1297!  FFT along y, solution of the tridiagonal system and backward FFT for
1298!  a 1d-decomposition along y
1299!
1300!  WARNING: this subroutine may still not work for hybrid parallelization
1301!           with OpenMP (for possible necessary changes see the original
1302!           routine poisfft_hybrid, developed by Klaus Ketelsen, May 2002)
1303!------------------------------------------------------------------------------!
1304
1305       USE control_parameters
1306       USE cpulog
1307       USE grid_variables
1308       USE indices
1309       USE interfaces
1310       USE pegrid
1311       USE transpose_indices
1312
1313       IMPLICIT NONE
1314
1315       INTEGER ::  i, j, k, m, n, omp_get_thread_num, tn
1316
[1003]1317       REAL, DIMENSION(0:ny)                          ::  work_ffty
1318       REAL, DIMENSION(0:ny,1:nz)                     ::  work_triy
1319       REAL, DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  ar
1320       REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE          ::  tri
[1]1321
1322
[1106]1323       CALL cpu_log( log_point_s(39), 'fft_y_1d + tridia', 'start' )
[1]1324
1325       ALLOCATE( tri(5,0:ny,0:nz-1,0:threads_per_task-1) )
1326
1327       tn = 0           ! Default thread number in case of one thread
[696]1328!$OMP  PARALLEL DO PRIVATE ( i, j, k, m, n, tn, work_ffty, work_triy )
[1]1329       DO  i = nxl_y, nxr_y
1330
1331!$        tn = omp_get_thread_num()
1332
1333          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1334!
1335!--          Code optimized for vector processors
1336             DO  k = 1, nz
1337
1338                m = 0
1339                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1340                   DO  j = 1, nny
[1]1341                      work_triy(m,k) = ar(j,k,i,n)
1342                      m = m + 1
1343                   ENDDO
1344                ENDDO
1345
1346             ENDDO
1347
1348             CALL fft_y_m( work_triy, ny, 'forward' )
1349
1350          ELSE
1351!
1352!--          Cache optimized code
1353             DO  k = 1, nz
1354
1355                m = 0
1356                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1357                   DO  j = 1, nny
[1]1358                      work_ffty(m) = ar(j,k,i,n)
1359                      m = m + 1
1360                   ENDDO
1361                ENDDO
1362
[1106]1363                CALL fft_y_1d( work_ffty, 'forward' )
[1]1364
1365                DO  j = 0, ny
1366                   work_triy(j,k) = work_ffty(j)
1367                ENDDO
1368
1369             ENDDO
1370
1371          ENDIF
1372
1373!
1374!--       Solve the linear equation system
1375          CALL tridia_1dd( ddy2, ddx2, ny, nx, i, work_triy, tri(:,:,:,tn) )
1376
1377          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1378!
1379!--          Code optimized for vector processors
1380             CALL fft_y_m( work_triy, ny, 'backward' )
1381
1382             DO  k = 1, nz
1383
1384                m = 0
1385                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1386                   DO  j = 1, nny
[1]1387                      ar(j,k,i,n) = work_triy(m,k)
1388                      m = m + 1
1389                   ENDDO
1390                ENDDO
1391
1392             ENDDO
1393
1394          ELSE
1395!
1396!--          Cache optimized code
1397             DO  k = 1, nz
1398
1399                DO  j = 0, ny
1400                   work_ffty(j) = work_triy(j,k)
1401                ENDDO
1402
[1106]1403                CALL fft_y_1d( work_ffty, 'backward' )
[1]1404
1405                m = 0
1406                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1407                   DO  j = 1, nny
[1]1408                      ar(j,k,i,n) = work_ffty(m)
1409                      m = m + 1
1410                   ENDDO
1411                ENDDO
1412
1413             ENDDO
1414
1415          ENDIF
1416
1417       ENDDO
1418
1419       DEALLOCATE( tri )
1420
[1106]1421       CALL cpu_log( log_point_s(39), 'fft_y_1d + tridia', 'stop' )
[1]1422
1423    END SUBROUTINE ffty_tri_ffty
1424
1425#endif
1426
1427 END MODULE poisfft_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.