source: palm/trunk/SOURCE/poisfft_mod.f90 @ 2119

Last change on this file since 2119 was 2119, checked in by raasch, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 44.8 KB
RevLine 
[1850]1!> @file poisfft_mod.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]3! This file is part of PALM.
4!
[2000]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
[1036]9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[2101]17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
[1683]22!
[2119]23!
[1321]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: poisfft_mod.f90 2119 2017-01-17 16:51:50Z raasch $
27!
[2119]28! 2118 2017-01-17 16:38:49Z raasch
29! OpenACC directives and related code removed
30!
[2001]31! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
32! Forced header and separation lines into 80 columns
33!
[1851]34! 1850 2016-04-08 13:29:27Z maronga
35! Module renamed
36!
37!
[1805]38! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
39! Removed code for parameter file check (__check)
40!
[1683]41! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
42! Code annotations made doxygen readable
43!
[1483]44! 1482 2014-10-18 12:34:45Z raasch
45! use 2d-decomposition, if accelerator boards are used
46!
[1407]47! 1406 2014-05-16 13:47:01Z raasch
48! bugfix for pgi 14.4: declare create moved after array declaration
49!
[1321]50! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
[1320]51! ONLY-attribute added to USE-statements,
52! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
53! kinds are defined in new module kinds,
54! old module precision_kind is removed,
55! revision history before 2012 removed,
56! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
57! all variable declaration statements
[1217]58!
[1319]59! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
60! module interfaces removed
61!
[1307]62! 1306 2014-03-13 14:30:59Z raasch
63! openmp sections removed from the overlap branch,
64! second argument removed from parameter list
65!
[1217]66! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
[1216]67! resorting of arrays moved to separate routines resort_for_...,
68! one argument, used as temporary work array, removed from all transpose
69! routines
70! overlapping fft / transposition implemented
[1112]71!
[1213]72! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
73! tridia routines moved to seperate module tridia_solver
74!
[1209]75! 1208 2013-08-13 06:41:49Z raasch
76! acc-update clauses added for "ar" so that ffts other than cufft can also be
77! used (although they are not ported and will give a poor performance)
78!
[1112]79! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
[1111]80! further openACC porting of non-parallel (MPI) branch:
81! tridiagonal routines split into extermal subroutines (instead using CONTAINS),
82! no distinction between parallel/non-parallel in poisfft and tridia any more,
[1112]83! tridia routines moved to end of file because of probable bug in PGI compiler 12.5
[1111]84! (otherwise "invalid device function" is indicated during runtime),
85! optimization of tridia routines: constant elements and coefficients of tri are
86! stored in seperate arrays ddzuw and tric, last dimension of tri reduced from 5
87! to 2,
88! poisfft_init is now called internally from poisfft, maketri is called from
89! poisfft_init,
90! ibc_p_b = 2 removed
[1]91!
[1107]92! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
93! routines fftx, ffty, fftxp, fftyp removed, calls replaced by fft_x, fft_y,
94! in the 1D-decomposition routines fft_x, ffty are replaced by fft_x_1d,
95! fft_y_1d
96!
[1104]97! 1103 2013-02-20 02:15:53Z raasch
98! tri, ar, and ar1 arguments in tridia-routines (2d) are removed because they
99! sometimes cause segmentation faults with intel 12.1 compiler
100!
[1093]101! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
102! unused variables removed
103!
[1037]104! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
105! code put under GPL (PALM 3.9)
106!
[1014]107! 2012-09-21 07:03:55Z raasch
108! FLOAT type conversion replaced by REAL
109!
[1004]110! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
111! indices nxa, nya, etc. replaced by nx, ny, etc.
112!
[941]113! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
114! special handling of tri-array as an argument in tridia_1dd routines switched
115! off because it caused segmentation faults with intel 12.1 compiler
116!
[878]117! 877 2012-04-03 11:21:44Z suehring
118! Bugfix: Avoid divisions by zero in case of using a 'neumann' bc for the
119! pressure at the top of the model domain.
120!
[810]121! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
122! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
123!
[808]124! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
125! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
126! (most of the code is unneeded by check_namelist_files).
127!
[1]128! Revision 1.1  1997/07/24 11:24:14  raasch
129! Initial revision
130!
131!
132! Description:
133! ------------
[1682]134!> Solves the Poisson equation with a 2D spectral method
135!>        d^2 p / dx^2 + d^2 p / dy^2 + d^2 p / dz^2 = s
136!>
137!> Input:
138!> real    ar   contains (nnz,nny,nnx) elements of the velocity divergence,
139!>              starting from (1,nys,nxl)
140!>
141!> Output:
142!> real    ar   contains the solution for perturbation pressure p
[1]143!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]144 MODULE poisfft_mod
145 
[1]146
[1320]147    USE fft_xy,                                                                &
148        ONLY:  fft_init, fft_y, fft_y_1d, fft_y_m, fft_x, fft_x_1d, fft_x_m
[1]149
[1320]150    USE indices,                                                               &
151        ONLY:  nnx, nny, nx, nxl, nxr, ny, nys, nyn, nz
152
153    USE transpose_indices,                                                     &
154        ONLY:  nxl_y, nxl_z, nxr_y, nxr_z, nys_x, nys_z, nyn_x, nyn_z, nzb_x,  &
155               nzb_y, nzt_x, nzt_y
156
157    USE tridia_solver,                                                         &
158        ONLY:  tridia_1dd, tridia_init, tridia_substi, tridia_substi_overlap
159
[1]160    IMPLICIT NONE
161
[1111]162    LOGICAL, SAVE ::  poisfft_initialized = .FALSE.
163
[1]164    PRIVATE
[807]165
[1]166    PUBLIC  poisfft, poisfft_init
167
168    INTERFACE poisfft
169       MODULE PROCEDURE poisfft
170    END INTERFACE poisfft
171
172    INTERFACE poisfft_init
173       MODULE PROCEDURE poisfft_init
174    END INTERFACE poisfft_init
175
[807]176
[1]177 CONTAINS
178
[1682]179!------------------------------------------------------------------------------!
180! Description:
181! ------------
182!> @todo Missing subroutine description.
183!------------------------------------------------------------------------------!
[1]184    SUBROUTINE poisfft_init
185
[1320]186       USE arrays_3d,                                                          &
187           ONLY:  ddzu_pres, ddzw
[1111]188
[1320]189       USE kinds
190
[1111]191       IMPLICIT NONE
192
[1682]193       INTEGER(iwp) ::  k  !<
[1111]194
195
[1]196       CALL fft_init
197
[1212]198       CALL tridia_init
[1111]199
200       poisfft_initialized = .TRUE.
201
[1]202    END SUBROUTINE poisfft_init
203
[1111]204
[1804]205
[1682]206!------------------------------------------------------------------------------!
207! Description:
208! ------------
209!> Two-dimensional Fourier Transformation in x- and y-direction.
210!------------------------------------------------------------------------------!
[1306]211    SUBROUTINE poisfft( ar )
[1]212
[1320]213       USE control_parameters,                                                 &
214           ONLY:  fft_method, transpose_compute_overlap
215
216       USE cpulog,                                                             &
217           ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
218
219       USE kinds
220
[1]221       USE pegrid
222
223       IMPLICIT NONE
224
[1682]225       INTEGER(iwp) ::  ii           !<
226       INTEGER(iwp) ::  iind         !<
227       INTEGER(iwp) ::  inew         !<
228       INTEGER(iwp) ::  jj           !<
229       INTEGER(iwp) ::  jind         !<
230       INTEGER(iwp) ::  jnew         !<
231       INTEGER(iwp) ::  ki           !<
232       INTEGER(iwp) ::  kk           !<
233       INTEGER(iwp) ::  knew         !<
234       INTEGER(iwp) ::  n            !<
235       INTEGER(iwp) ::  nblk         !<
236       INTEGER(iwp) ::  nnx_y        !<
237       INTEGER(iwp) ::  nny_z        !<
238       INTEGER(iwp) ::  nnz_t        !<
239       INTEGER(iwp) ::  nnz_x        !<
240       INTEGER(iwp) ::  nxl_y_bound  !<
241       INTEGER(iwp) ::  nxr_y_bound  !<
[1]242
[1682]243       INTEGER(iwp), DIMENSION(4) ::  isave  !<
[1320]244
[1682]245       REAL(wp), DIMENSION(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr) ::  ar      !<
246       REAL(wp), DIMENSION(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) ::  ar_inv  !<
[1]247
[1682]248       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  ar1      !<
249       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  f_in     !<
250       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  f_inv    !<
251       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  f_out_y  !<
252       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:),   ALLOCATABLE ::  f_out_z  !<
[1216]253
254
[1]255       CALL cpu_log( log_point_s(3), 'poisfft', 'start' )
256
[1111]257       IF ( .NOT. poisfft_initialized )  CALL poisfft_init
258
[1]259!
260!--    Two-dimensional Fourier Transformation in x- and y-direction.
[2118]261       IF ( pdims(2) == 1  .AND.  pdims(1) > 1 )  THEN
[1]262
263!
264!--       1d-domain-decomposition along x:
265!--       FFT along y and transposition y --> x
[1216]266          CALL ffty_tr_yx( ar, ar )
[1]267
268!
269!--       FFT along x, solving the tridiagonal system and backward FFT
270          CALL fftx_tri_fftx( ar )
271
272!
273!--       Transposition x --> y and backward FFT along y
[1216]274          CALL tr_xy_ffty( ar, ar )
[1]275
[2118]276       ELSEIF ( pdims(1) == 1 .AND. pdims(2) > 1 )  THEN
[1]277
278!
279!--       1d-domain-decomposition along y:
280!--       FFT along x and transposition x --> y
[1216]281          CALL fftx_tr_xy( ar, ar )
[1]282
283!
284!--       FFT along y, solving the tridiagonal system and backward FFT
285          CALL ffty_tri_ffty( ar )
286
287!
288!--       Transposition y --> x and backward FFT along x
[1216]289          CALL tr_yx_fftx( ar, ar )
[1]290
[1216]291       ELSEIF ( .NOT. transpose_compute_overlap )  THEN
[1]292
293!
[1111]294!--       2d-domain-decomposition or no decomposition (1 PE run)
[1]295!--       Transposition z --> x
296          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'start' )
[1216]297          CALL resort_for_zx( ar, ar_inv )
298          CALL transpose_zx( ar_inv, ar )
[1]299          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
300
301          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'start' )
[1106]302          CALL fft_x( ar, 'forward' )
[1]303          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
304
305!
306!--       Transposition x --> y
307          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]308          CALL resort_for_xy( ar, ar_inv )
309          CALL transpose_xy( ar_inv, ar )
[1]310          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
311
312          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'start' )
[1216]313          CALL fft_y( ar, 'forward', ar_tr = ar,                &
314                      nxl_y_bound = nxl_y, nxr_y_bound = nxr_y, &
315                      nxl_y_l = nxl_y, nxr_y_l = nxr_y )
[1]316          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
317
318!
319!--       Transposition y --> z
320          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue' )
[1216]321          CALL resort_for_yz( ar, ar_inv )
322          CALL transpose_yz( ar_inv, ar )
[1]323          CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'stop' )
324
325!
[1106]326!--       Solve the tridiagonal equation system along z
[1]327          CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'start' )
[1212]328          CALL tridia_substi( ar )
[1]329          CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'stop' )
330
331!
332!--       Inverse Fourier Transformation
333!--       Transposition z --> y
334          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'start' )
[1216]335          CALL transpose_zy( ar, ar_inv )
336          CALL resort_for_zy( ar_inv, ar )
[1]337          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
338
339          CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue' )
[1216]340          CALL fft_y( ar, 'backward', ar_tr = ar,               &
341                      nxl_y_bound = nxl_y, nxr_y_bound = nxr_y, &
342                      nxl_y_l = nxl_y, nxr_y_l = nxr_y )
[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' )
[1106]353          CALL fft_x( ar, 'backward' )
[1]354          CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'stop' )
355
356!
357!--       Transposition x --> z
358          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue' )
[1216]359          CALL transpose_xz( ar, ar_inv )
360          CALL resort_for_xz( ar_inv, ar )
[1]361          CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'stop' )
362
[1216]363       ELSE
364
365!
366!--       2d-domain-decomposition or no decomposition (1 PE run) with
367!--       overlapping transposition / fft
[1318]368!--       cputime logging must not use barriers, which would prevent overlapping
[1216]369          ALLOCATE( f_out_y(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y), &
370                    f_out_z(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
371!
372!--       Transposition z --> x + subsequent fft along x
373          ALLOCATE( f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
374          CALL resort_for_zx( ar, f_inv )
375!
376!--       Save original indices and gridpoint counter
377          isave(1) = nz
378          isave(2) = nzb_x
379          isave(3) = nzt_x
380          isave(4) = sendrecvcount_zx
381!
382!--       Set new indices for transformation
383          nblk  = nz / pdims(1)
384          nz    = pdims(1)
385          nnz_x = 1
386          nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
387          nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
388          sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
389
[1306]390          ALLOCATE( ar1(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
[1216]391          ALLOCATE( f_in(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
392
[1306]393          DO  kk = 1, nblk
[1216]394
[1306]395             IF ( kk == 1 )  THEN
[1318]396                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'start', cpu_log_nowait )
[1306]397             ELSE
[1318]398                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue', cpu_log_nowait )
[1306]399             ENDIF
[1216]400
[1306]401             DO  knew = 1, nz
402                ki = kk + nblk * ( knew - 1 )
403                f_in(:,:,knew) = f_inv(:,:,ki)
404             ENDDO
[1216]405
[1306]406             CALL transpose_zx( f_in, ar1(:,:,:))
407             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]408
[1306]409             IF ( kk == 1 )  THEN
[1318]410                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'start', cpu_log_nowait )
[1306]411             ELSE
[1318]412                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]413             ENDIF
414
[1306]415             n = isave(2) + kk - 1
416             CALL fft_x( ar1(:,:,:), 'forward',  ar_2d = f_out_z(:,:,n))
417             CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
[1216]418
419          ENDDO
420!
421!--       Restore original indices/counters
422          nz               = isave(1)
423          nzb_x            = isave(2)
424          nzt_x            = isave(3)
425          sendrecvcount_zx = isave(4)
426
427          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
428
429!
430!--       Transposition x --> y + subsequent fft along y
431          ALLOCATE( f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
432          CALL resort_for_xy( f_out_z, f_inv )
433!
434!--       Save original indices and gridpoint counter
435          isave(1) = nx
436          isave(2) = nxl_y
437          isave(3) = nxr_y
438          isave(4) = sendrecvcount_xy
439!
440!--       Set new indices for transformation
441          nblk  = ( ( nx+1 ) / pdims(2) ) - 1
442          nx    = pdims(2)
443          nnx_y = 1
444          nxl_y = myidy * nnx_y
445          nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
446          sendrecvcount_xy = nnx_y * ( nyn_x-nys_x+1 ) * ( nzt_x-nzb_x+1 )
447
[1306]448          ALLOCATE( ar1(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) )
[1216]449          ALLOCATE( f_in(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
450
[1306]451          DO  ii = 0, nblk
[1216]452
[1318]453             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]454
[1306]455             DO  inew = 0, nx-1
456                iind = ii + ( nblk + 1 ) * inew
457                f_in(:,:,inew) = f_inv(:,:,iind)
458             ENDDO
[1216]459
[1306]460             CALL transpose_xy( f_in, ar1(:,:,:) )
[1216]461
[1306]462             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]463
[1306]464             IF ( ii == 1 )  THEN
[1318]465                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'start', cpu_log_nowait )
[1306]466             ELSE
[1318]467                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]468             ENDIF
469
[1306]470             nxl_y_bound = isave(2)
471             nxr_y_bound = isave(3)
472             n           = isave(2) + ii
473             CALL fft_y( ar1(:,:,:), 'forward', ar_tr = f_out_y,               &
474                         nxl_y_bound = nxl_y_bound, nxr_y_bound = nxr_y_bound, &
475                         nxl_y_l = n, nxr_y_l = n )
[1216]476
[1306]477             CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
[1216]478
479          ENDDO
480!
481!--       Restore original indices/counters
482          nx               = isave(1)
483          nxl_y            = isave(2)
484          nxr_y            = isave(3)
485          sendrecvcount_xy = isave(4)
486
487          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
488
489!
490!--       Transposition y --> z + subsequent tridia + resort for z --> y
491          ALLOCATE( f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) )
492          CALL resort_for_yz( f_out_y, f_inv )
493!
494!--       Save original indices and gridpoint counter
495          isave(1) = ny
496          isave(2) = nys_z
497          isave(3) = nyn_z
498          isave(4) = sendrecvcount_yz
499!
500!--       Set new indices for transformation
501          nblk             = ( ( ny+1 ) / pdims(1) ) - 1
502          ny               = pdims(1)
503          nny_z            = 1
504          nys_z            = myidx * nny_z
505          nyn_z            = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
506          sendrecvcount_yz = ( nxr_y-nxl_y+1 ) * nny_z * ( nzt_y-nzb_y+1 )
507
[1306]508          ALLOCATE( ar1(nxl_z:nxr_z,nys_z:nyn_z,1:nz) )
[1216]509          ALLOCATE( f_in(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) )
510
[1306]511          DO  jj = 0, nblk
[1216]512!
[1306]513!--          Forward Fourier Transformation
514!--          Transposition y --> z
[1318]515             CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]516
[1306]517             DO  jnew = 0, ny-1
518                jind = jj + ( nblk + 1 ) * jnew
519                f_in(:,:,jnew) = f_inv(:,:,jind)
520             ENDDO
[1216]521
[1306]522             CALL transpose_yz( f_in, ar1(:,:,:) )
[1216]523
[1306]524             IF ( jj == nblk )  THEN
525                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'stop' )
526             ELSE
527                CALL cpu_log( log_point_s(5), 'transpo forward', 'pause' )
[1216]528             ENDIF
529
530!
[1306]531!--          Solve the tridiagonal equation system along z
[1318]532             CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'start', cpu_log_nowait )
[1216]533
[1306]534             n = isave(2) + jj
535             CALL tridia_substi_overlap( ar1(:,:,:), n )
[1216]536
[1306]537             CALL cpu_log( log_point_s(6), 'tridia', 'stop' )
[1216]538
[1306]539!
540!--          Inverse Fourier Transformation
541!--          Transposition z --> y
542!--          Only one thread should call MPI routines, therefore forward and
543!--          backward tranpose are in the same section
544             IF ( jj == 0 )  THEN
[1318]545                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'start', cpu_log_nowait )
[1306]546             ELSE
[1318]547                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]548             ENDIF
549
[1306]550             CALL transpose_zy( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]551
[1306]552             DO  jnew = 0, ny-1
553                jind = jj + ( nblk + 1 ) * jnew
554                f_inv(:,:,jind) = f_in(:,:,jnew)
555             ENDDO
[1216]556
[1306]557             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]558
559          ENDDO
560!
561!--       Restore original indices/counters
562          ny               = isave(1)
563          nys_z            = isave(2)
564          nyn_z            = isave(3)
565          sendrecvcount_yz = isave(4)
566
567          CALL resort_for_zy( f_inv, f_out_y )
568
569          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
570
571!
572!--       fft along y backward + subsequent transposition y --> x
573          ALLOCATE( f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
574!
575!--       Save original indices and gridpoint counter
576          isave(1) = nx
577          isave(2) = nxl_y
578          isave(3) = nxr_y
579          isave(4) = sendrecvcount_xy
580!
581!--       Set new indices for transformation
582          nblk             = (( nx+1 ) / pdims(2) ) - 1
583          nx               = pdims(2)
584          nnx_y            = 1
585          nxl_y            = myidy * nnx_y
586          nxr_y            = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
587          sendrecvcount_xy = nnx_y * ( nyn_x-nys_x+1 ) * ( nzt_x-nzb_x+1 )
588
[1306]589          ALLOCATE( ar1(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) )
[1216]590          ALLOCATE( f_in(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) )
591
[1306]592          DO  ii = 0, nblk
[1216]593
[1318]594             CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]595
[1306]596             n = isave(2) + ii
597             nxl_y_bound = isave(2)
598             nxr_y_bound = isave(3)
[1216]599
[1306]600             CALL fft_y( ar1(:,:,:), 'backward', ar_tr = f_out_y,              &
601                         nxl_y_bound = nxl_y_bound, nxr_y_bound = nxr_y_bound, &
602                         nxl_y_l = n, nxr_y_l = n )
[1216]603
[1306]604             IF ( ii == nblk )  THEN
605                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'stop' )
606             ELSE
607                CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y', 'pause' )
[1216]608             ENDIF
609
[1318]610             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]611
[1306]612             CALL transpose_yx( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]613
[1306]614             DO  inew = 0, nx-1
615                iind = ii + (nblk+1) * inew
616                f_inv(:,:,iind) = f_in(:,:,inew)
617             ENDDO
[1216]618
[1306]619             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]620
621          ENDDO
622!
623!--       Restore original indices/counters
624          nx               = isave(1)
625          nxl_y            = isave(2)
626          nxr_y            = isave(3)
627          sendrecvcount_xy = isave(4)
628
629          CALL resort_for_yx( f_inv, f_out_z )
630
631          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
632
633!
634!--       fft along x backward + subsequent final transposition x --> z
635          ALLOCATE( f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
636!
637!--       Save original indices and gridpoint counter
638          isave(1) = nz
639          isave(2) = nzb_x
640          isave(3) = nzt_x
641          isave(4) = sendrecvcount_zx
642!
643!--       Set new indices for transformation
644          nblk             = nz / pdims(1)
645          nz               = pdims(1)
646          nnz_x            = 1
647          nzb_x            = 1 + myidx * nnz_x
648          nzt_x            = ( myidx + 1 ) * nnz_x
649          sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
650
[1306]651          ALLOCATE( ar1(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) )
[1216]652          ALLOCATE( f_in(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) )
653
[1306]654          DO  kk = 1, nblk
[1216]655
[1318]656             CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]657
[1306]658             n = isave(2) + kk - 1
659             CALL fft_x( ar1(:,:,:), 'backward', f_out_z(:,:,n))
[1216]660
[1306]661             IF ( kk == nblk )  THEN
662                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'stop' )
663             ELSE
664                CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x', 'pause' )
[1216]665             ENDIF
666
[1318]667             CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'continue', cpu_log_nowait )
[1216]668
[1306]669             CALL transpose_xz( ar1(:,:,:), f_in )
[1216]670
[1306]671             DO  knew = 1, nz
672                ki = kk + nblk * (knew-1)
673                f_inv(:,:,ki) = f_in(:,:,knew)
674             ENDDO
[1216]675
[1306]676             IF ( kk == nblk )  THEN
677                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'stop' )
678             ELSE
679                CALL cpu_log( log_point_s(8), 'transpo invers', 'pause' )
[1216]680             ENDIF
681
682          ENDDO
683!
684!--       Restore original indices/counters
685          nz               = isave(1)
686          nzb_x            = isave(2)
687          nzt_x            = isave(3)
688          sendrecvcount_zx = isave(4)
689
690          CALL resort_for_xz( f_inv, ar )
691
692          DEALLOCATE( ar1, f_in, f_inv )
693
[1]694       ENDIF
695
696       CALL cpu_log( log_point_s(3), 'poisfft', 'stop' )
697
698    END SUBROUTINE poisfft
699
700
701!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]702! Description:
703! ------------
704!> Fourier-transformation along y with subsequent transposition y --> x for
705!> a 1d-decomposition along x.
706!>
707!> @attention The performance of this routine is much faster on the NEC-SX6,
708!>            if the first index of work_ffty_vec is odd. Otherwise
709!>            memory bank conflicts may occur (especially if the index is a
710!>            multiple of 128). That's why work_ffty_vec is dimensioned as
711!>            0:ny+1.
712!>            Of course, this will not work if users are using an odd number
713!>            of gridpoints along y.
[1]714!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]715    SUBROUTINE ffty_tr_yx( f_in, f_out )
[1]716
[1682]717
[1320]718       USE control_parameters,                                                 &
719           ONLY:  host
720
721       USE cpulog,                                                             &
722           ONLY:  cpu_log, log_point_s
723
724       USE kinds
725
[1]726       USE pegrid
727
728       IMPLICIT NONE
729
[1682]730       INTEGER(iwp)            ::  i            !<
731       INTEGER(iwp)            ::  iend         !<
732       INTEGER(iwp)            ::  iouter       !<
733       INTEGER(iwp)            ::  ir           !<
734       INTEGER(iwp)            ::  j            !<
735       INTEGER(iwp)            ::  k            !<
[1]736
[1682]737       INTEGER(iwp), PARAMETER ::  stridex = 4  !<
[1320]738
[1682]739       REAL(wp), DIMENSION(0:ny,stridex)        ::  work_ffty      !<
[1]740#if defined( __nec )
[1682]741       REAL(wp), DIMENSION(0:ny+1,1:nz,nxl:nxr) ::  work_ffty_vec  !<
[1]742#endif
[1682]743       REAL(wp), DIMENSION(1:nz,0:ny,nxl:nxr)             ::  f_in   !<
744       REAL(wp), DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  f_out  !<
745       REAL(wp), DIMENSION(nxl:nxr,1:nz,0:ny)             ::  work   !<
[1]746
747!
748!--    Carry out the FFT along y, where all data are present due to the
749!--    1d-decomposition along x. Resort the data in a way that x becomes
750!--    the first index.
[1106]751       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'start' )
[1]752
753       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
754#if defined( __nec )
755!
756!--       Code optimized for vector processors
[85]757!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]758!$OMP     DO
759          DO  i = nxl, nxr
760
761             DO  j = 0, ny
762                DO  k = 1, nz
763                   work_ffty_vec(j,k,i) = f_in(k,j,i)
764                ENDDO
765             ENDDO
766
767             CALL fft_y_m( work_ffty_vec(:,:,i), ny+1, 'forward' )
768
769          ENDDO
770
771!$OMP     DO
772          DO  k = 1, nz
773             DO  j = 0, ny
774                DO  i = nxl, nxr
775                   work(i,k,j) = work_ffty_vec(j,k,i)
776                ENDDO
777             ENDDO
778          ENDDO
779!$OMP     END PARALLEL
780#endif
781
782       ELSE
783
784!
785!--       Cache optimized code.
786!--       The i-(x-)direction is split into a strided outer loop and an inner
787!--       loop for better cache performance
788!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,iend,iouter,ir,j,k,work_ffty)
789!$OMP     DO
790          DO  iouter = nxl, nxr, stridex
791
792             iend = MIN( iouter+stridex-1, nxr )  ! Upper bound for inner i loop
793
794             DO  k = 1, nz
795
796                DO  i = iouter, iend
797
798                   ir = i-iouter+1  ! counter within a stride
799                   DO  j = 0, ny
800                      work_ffty(j,ir) = f_in(k,j,i)
801                   ENDDO
802!
803!--                FFT along y
[1106]804                   CALL fft_y_1d( work_ffty(:,ir), 'forward' )
[1]805
806                ENDDO
807
808!
809!--             Resort
810                DO  j = 0, ny
811                   DO  i = iouter, iend
812                      work(i,k,j) = work_ffty(j,i-iouter+1)
813                   ENDDO
814                ENDDO
815
816             ENDDO
817
818          ENDDO
819!$OMP     END PARALLEL
820
821       ENDIF
[1106]822       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'pause' )
[1]823
824!
825!--    Transpose array
[1111]826#if defined( __parallel )
[1]827       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]828       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]829       CALL MPI_ALLTOALL( work(nxl,1,0),      sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
830                          f_out(1,1,nys_x,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
831                          comm1dx, ierr )
832       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]833#endif
[1]834
835    END SUBROUTINE ffty_tr_yx
836
837
838!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]839! Description:
840! ------------
841!>  Transposition x --> y with a subsequent backward Fourier transformation for
842!>  a 1d-decomposition along x
[1]843!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]844    SUBROUTINE tr_xy_ffty( f_in, f_out )
[1]845
[1682]846
[1320]847       USE control_parameters,                                                 &
848           ONLY:  host
849
850       USE cpulog,                                                             &
851           ONLY:  cpu_log, log_point_s
852
853       USE kinds
854
[1]855       USE pegrid
856
857       IMPLICIT NONE
858
[1682]859       INTEGER(iwp)            ::  i            !<
860       INTEGER(iwp)            ::  iend         !<
861       INTEGER(iwp)            ::  iouter       !<
862       INTEGER(iwp)            ::  ir           !<
863       INTEGER(iwp)            ::  j            !<
864       INTEGER(iwp)            ::  k            !<
[1]865
[1682]866       INTEGER(iwp), PARAMETER ::  stridex = 4  !<
[1320]867
[1682]868       REAL(wp), DIMENSION(0:ny,stridex)        ::  work_ffty      !<
[1]869#if defined( __nec )
[1682]870       REAL(wp), DIMENSION(0:ny+1,1:nz,nxl:nxr) ::  work_ffty_vec  !<
[1]871#endif
[1682]872       REAL(wp), DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  f_in   !<
873       REAL(wp), DIMENSION(1:nz,0:ny,nxl:nxr)             ::  f_out  !<
874       REAL(wp), DIMENSION(nxl:nxr,1:nz,0:ny)             ::  work   !<
[1]875
876!
877!--    Transpose array
[1111]878#if defined( __parallel )
[1]879       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]880       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]881       CALL MPI_ALLTOALL( f_in(1,1,nys_x,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
882                          work(nxl,1,0),     sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
883                          comm1dx, ierr )
884       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]885#endif
[1]886
887!
888!--    Resort the data in a way that y becomes the first index and carry out the
889!--    backward fft along y.
[1106]890       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'continue' )
[1]891
892       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
893#if defined( __nec )
894!
895!--       Code optimized for vector processors
[85]896!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]897!$OMP     DO
898          DO  k = 1, nz
899             DO  j = 0, ny
900                DO  i = nxl, nxr
901                   work_ffty_vec(j,k,i) = work(i,k,j)
902                ENDDO
903             ENDDO
904          ENDDO
905
906!$OMP     DO
907          DO  i = nxl, nxr
908
909             CALL fft_y_m( work_ffty_vec(:,:,i), ny+1, 'backward' )
910
911             DO  j = 0, ny
912                DO  k = 1, nz
913                   f_out(k,j,i) = work_ffty_vec(j,k,i)
914                ENDDO
915             ENDDO
916
917          ENDDO
918!$OMP     END PARALLEL
919#endif
920
921       ELSE
922
923!
924!--       Cache optimized code.
925!--       The i-(x-)direction is split into a strided outer loop and an inner
926!--       loop for better cache performance
927!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, iend, iouter, ir, j, k, work_ffty )
928!$OMP     DO
929          DO  iouter = nxl, nxr, stridex
930
931             iend = MIN( iouter+stridex-1, nxr )  ! Upper bound for inner i loop
932
933             DO  k = 1, nz
934!
935!--             Resort
936                DO  j = 0, ny
937                   DO  i = iouter, iend
938                      work_ffty(j,i-iouter+1) = work(i,k,j)
939                   ENDDO
940                ENDDO
941
942                DO  i = iouter, iend
943
944!
945!--                FFT along y
946                   ir = i-iouter+1  ! counter within a stride
[1106]947                   CALL fft_y_1d( work_ffty(:,ir), 'backward' )
[1]948
949                   DO  j = 0, ny
950                      f_out(k,j,i) = work_ffty(j,ir)
951                   ENDDO
952                ENDDO
953
954             ENDDO
955
956          ENDDO
957!$OMP     END PARALLEL
958
959       ENDIF
960
[1106]961       CALL cpu_log( log_point_s(7), 'fft_y_1d', 'stop' )
[1]962
963    END SUBROUTINE tr_xy_ffty
964
965
966!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]967! Description:
968! ------------
969!> FFT along x, solution of the tridiagonal system and backward FFT for
970!> a 1d-decomposition along x
971!>
972!> @warning this subroutine may still not work for hybrid parallelization
973!>          with OpenMP (for possible necessary changes see the original
974!>          routine poisfft_hybrid, developed by Klaus Ketelsen, May 2002)
[1]975!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]976    SUBROUTINE fftx_tri_fftx( ar )
[1]977
[1682]978
[1320]979       USE control_parameters,                                                 &
980           ONLY:  host
981
982       USE cpulog,                                                             &
983           ONLY:  cpu_log, log_point_s
984
985       USE grid_variables,                                                     &
986           ONLY:  ddx2, ddy2
987
988       USE kinds
989
[1]990       USE pegrid
991
992       IMPLICIT NONE
993
[1682]994       INTEGER(iwp) ::  i                   !<
995       INTEGER(iwp) ::  j                   !<
996       INTEGER(iwp) ::  k                   !<
997       INTEGER(iwp) ::  m                   !<
998       INTEGER(iwp) ::  n                   !<
999       INTEGER(iwp) ::  omp_get_thread_num  !<
1000       INTEGER(iwp) ::  tn                  !<
[1]1001
[1682]1002       REAL(wp), DIMENSION(0:nx)                          ::  work_fftx  !<
1003       REAL(wp), DIMENSION(0:nx,1:nz)                     ::  work_trix  !<
1004       REAL(wp), DIMENSION(nnx,1:nz,nys_x:nyn_x,pdims(1)) ::  ar         !<
1005       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE          ::  tri        !<
[1]1006
1007
[1106]1008       CALL cpu_log( log_point_s(33), 'fft_x_1d + tridia', 'start' )
[1]1009
1010       ALLOCATE( tri(5,0:nx,0:nz-1,0:threads_per_task-1) )
1011
1012       tn = 0              ! Default thread number in case of one thread
1013!$OMP  PARALLEL DO PRIVATE ( i, j, k, m, n, tn, work_fftx, work_trix )
1014       DO  j = nys_x, nyn_x
1015
1016!$        tn = omp_get_thread_num()
1017
1018          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1019!
1020!--          Code optimized for vector processors
1021             DO  k = 1, nz
1022
1023                m = 0
1024                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1025                   DO  i = 1, nnx
[1]1026                      work_trix(m,k) = ar(i,k,j,n)
1027                      m = m + 1
1028                   ENDDO
1029                ENDDO
1030
1031             ENDDO
1032
1033             CALL fft_x_m( work_trix, 'forward' )
1034
1035          ELSE
1036!
1037!--          Cache optimized code
1038             DO  k = 1, nz
1039
1040                m = 0
1041                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1042                   DO  i = 1, nnx
[1]1043                      work_fftx(m) = ar(i,k,j,n)
1044                      m = m + 1
1045                   ENDDO
1046                ENDDO
1047
[1106]1048                CALL fft_x_1d( work_fftx, 'forward' )
[1]1049
1050                DO  i = 0, nx
1051                   work_trix(i,k) = work_fftx(i)
1052                ENDDO
1053
1054             ENDDO
1055
1056          ENDIF
1057
1058!
1059!--       Solve the linear equation system
1060          CALL tridia_1dd( ddx2, ddy2, nx, ny, j, work_trix, tri(:,:,:,tn) )
1061
1062          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1063!
1064!--          Code optimized for vector processors
1065             CALL fft_x_m( work_trix, 'backward' )
1066
1067             DO  k = 1, nz
1068
1069                m = 0
1070                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1071                   DO  i = 1, nnx
[1]1072                      ar(i,k,j,n) = work_trix(m,k)
1073                      m = m + 1
1074                   ENDDO
1075                ENDDO
1076
1077             ENDDO
1078
1079          ELSE
1080!
1081!--          Cache optimized code
1082             DO  k = 1, nz
1083
1084                DO  i = 0, nx
1085                   work_fftx(i) = work_trix(i,k)
1086                ENDDO
1087
[1106]1088                CALL fft_x_1d( work_fftx, 'backward' )
[1]1089
1090                m = 0
1091                DO  n = 1, pdims(1)
[1003]1092                   DO  i = 1, nnx
[1]1093                      ar(i,k,j,n) = work_fftx(m)
1094                      m = m + 1
1095                   ENDDO
1096                ENDDO
1097
1098             ENDDO
1099
1100          ENDIF
1101
1102       ENDDO
1103
1104       DEALLOCATE( tri )
1105
[1106]1106       CALL cpu_log( log_point_s(33), 'fft_x_1d + tridia', 'stop' )
[1]1107
1108    END SUBROUTINE fftx_tri_fftx
1109
1110
1111!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1112! Description:
1113! ------------
1114!> Fourier-transformation along x with subsequent transposition x --> y for
1115!> a 1d-decomposition along y.
1116!>
1117!> @attention NEC-branch of this routine may significantly profit from
1118!>            further optimizations. So far, performance is much worse than
1119!>            for routine ffty_tr_yx (more than three times slower).
[1]1120!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1121    SUBROUTINE fftx_tr_xy( f_in, f_out )
[1]1122
[1682]1123
[1320]1124       USE control_parameters,                                                 &
1125           ONLY:  host
1126
1127       USE cpulog,                                                             &
1128           ONLY:  cpu_log, log_point_s
1129
1130       USE kinds
1131
[1]1132       USE pegrid
1133
1134       IMPLICIT NONE
1135
[1682]1136       INTEGER(iwp) ::  i  !<
1137       INTEGER(iwp) ::  j  !<
1138       INTEGER(iwp) ::  k  !<
[1]1139
[1682]1140       REAL(wp), DIMENSION(0:nx,1:nz,nys:nyn)             ::  work_fftx  !<
1141       REAL(wp), DIMENSION(1:nz,nys:nyn,0:nx)             ::  f_in       !<
1142       REAL(wp), DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  f_out      !<
1143       REAL(wp), DIMENSION(nys:nyn,1:nz,0:nx)             ::  work       !<
[1]1144
1145!
1146!--    Carry out the FFT along x, where all data are present due to the
1147!--    1d-decomposition along y. Resort the data in a way that y becomes
1148!--    the first index.
[1106]1149       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'start' )
[1]1150
1151       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1152!
1153!--       Code for vector processors
[85]1154!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]1155!$OMP     DO
1156          DO  i = 0, nx
1157
1158             DO  j = nys, nyn
1159                DO  k = 1, nz
1160                   work_fftx(i,k,j) = f_in(k,j,i)
1161                ENDDO
1162             ENDDO
1163
1164          ENDDO
1165
1166!$OMP     DO
1167          DO  j = nys, nyn
1168
1169             CALL fft_x_m( work_fftx(:,:,j), 'forward' )
1170
1171             DO  k = 1, nz
1172                DO  i = 0, nx
1173                   work(j,k,i) = work_fftx(i,k,j)
1174                ENDDO
1175             ENDDO
1176
1177          ENDDO
1178!$OMP     END PARALLEL
1179
1180       ELSE
1181
1182!
1183!--       Cache optimized code (there might be still a potential for better
1184!--       optimization).
[696]1185!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
[1]1186!$OMP     DO
1187          DO  i = 0, nx
1188
1189             DO  j = nys, nyn
1190                DO  k = 1, nz
1191                   work_fftx(i,k,j) = f_in(k,j,i)
1192                ENDDO
1193             ENDDO
1194
1195          ENDDO
1196
1197!$OMP     DO
1198          DO  j = nys, nyn
1199             DO  k = 1, nz
1200
[1106]1201                CALL fft_x_1d( work_fftx(0:nx,k,j), 'forward' )
[1]1202
1203                DO  i = 0, nx
1204                   work(j,k,i) = work_fftx(i,k,j)
1205                ENDDO
1206             ENDDO
1207
1208          ENDDO
1209!$OMP     END PARALLEL
1210
1211       ENDIF
[1106]1212       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'pause' )
[1]1213
1214!
1215!--    Transpose array
[1111]1216#if defined( __parallel )
[1]1217       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]1218       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]1219       CALL MPI_ALLTOALL( work(nys,1,0),      sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1220                          f_out(1,1,nxl_y,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1221                          comm1dy, ierr )
1222       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]1223#endif
[1]1224
1225    END SUBROUTINE fftx_tr_xy
1226
1227
1228!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1229! Description:
1230! ------------
1231!> Transposition y --> x with a subsequent backward Fourier transformation for
1232!> a 1d-decomposition along x.
[1]1233!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1234    SUBROUTINE tr_yx_fftx( f_in, f_out )
[1]1235
[1682]1236
[1320]1237       USE control_parameters,                                                 &
1238           ONLY:  host
1239
1240       USE cpulog,                                                             &
1241           ONLY:  cpu_log, log_point_s
1242
1243       USE kinds
1244
[1]1245       USE pegrid
1246
1247       IMPLICIT NONE
1248
[1682]1249       INTEGER(iwp) ::  i  !<
1250       INTEGER(iwp) ::  j  !<
1251       INTEGER(iwp) ::  k  !<
[1]1252
[1682]1253       REAL(wp), DIMENSION(0:nx,1:nz,nys:nyn)             ::  work_fftx  !<
1254       REAL(wp), DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  f_in       !<
1255       REAL(wp), DIMENSION(1:nz,nys:nyn,0:nx)             ::  f_out      !<
1256       REAL(wp), DIMENSION(nys:nyn,1:nz,0:nx)             ::  work       !<
[1]1257
1258!
1259!--    Transpose array
[1111]1260#if defined( __parallel )
[1]1261       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
[622]1262       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[1]1263       CALL MPI_ALLTOALL( f_in(1,1,nxl_y,1), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1264                          work(nys,1,0),     sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
1265                          comm1dy, ierr )
1266       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
[1111]1267#endif
[1]1268
1269!
1270!--    Carry out the FFT along x, where all data are present due to the
1271!--    1d-decomposition along y. Resort the data in a way that y becomes
1272!--    the first index.
[1106]1273       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'continue' )
[1]1274
1275       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1276!
1277!--       Code optimized for vector processors
[85]1278!$OMP     PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
[1]1279!$OMP     DO
1280          DO  j = nys, nyn
1281
1282             DO  k = 1, nz
1283                DO  i = 0, nx
1284                   work_fftx(i,k,j) = work(j,k,i)
1285                ENDDO
1286             ENDDO
1287
1288             CALL fft_x_m( work_fftx(:,:,j), 'backward' )
1289
1290          ENDDO
1291
1292!$OMP     DO
1293          DO  i = 0, nx
1294             DO  j = nys, nyn
1295                DO  k = 1, nz
1296                   f_out(k,j,i) = work_fftx(i,k,j)
1297                ENDDO
1298             ENDDO
1299          ENDDO
1300!$OMP     END PARALLEL
1301
1302       ELSE
1303
1304!
1305!--       Cache optimized code (there might be still a potential for better
1306!--       optimization).
[696]1307!$OMP     PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
[1]1308!$OMP     DO
1309          DO  j = nys, nyn
1310             DO  k = 1, nz
1311
1312                DO  i = 0, nx
1313                   work_fftx(i,k,j) = work(j,k,i)
1314                ENDDO
1315
[1106]1316                CALL fft_x_1d( work_fftx(0:nx,k,j), 'backward' )
[1]1317
1318             ENDDO
1319          ENDDO
1320
1321!$OMP     DO
1322          DO  i = 0, nx
1323             DO  j = nys, nyn
1324                DO  k = 1, nz
1325                   f_out(k,j,i) = work_fftx(i,k,j)
1326                ENDDO
1327             ENDDO
1328          ENDDO
1329!$OMP     END PARALLEL
1330
1331       ENDIF
[1106]1332       CALL cpu_log( log_point_s(4), 'fft_x_1d', 'stop' )
[1]1333
1334    END SUBROUTINE tr_yx_fftx
1335
1336
1337!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1338! Description:
1339! ------------
1340!> FFT along y, solution of the tridiagonal system and backward FFT for
1341!> a 1d-decomposition along y.
1342!>
1343!> @warning this subroutine may still not work for hybrid parallelization
1344!>          with OpenMP (for possible necessary changes see the original
1345!>          routine poisfft_hybrid, developed by Klaus Ketelsen, May 2002)
[1]1346!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]1347    SUBROUTINE ffty_tri_ffty( ar )
[1]1348
[1682]1349
[1320]1350       USE control_parameters,                                                 &
1351           ONLY:  host
1352
1353       USE cpulog,                                                             &
1354           ONLY:  cpu_log, log_point_s
1355
1356       USE grid_variables,                                                     &
1357           ONLY:  ddx2, ddy2
1358
1359       USE kinds
1360
[1]1361       USE pegrid
1362
1363       IMPLICIT NONE
1364
[1682]1365       INTEGER(iwp) ::  i                   !<
1366       INTEGER(iwp) ::  j                   !<
1367       INTEGER(iwp) ::  k                   !<
1368       INTEGER(iwp) ::  m                   !<
1369       INTEGER(iwp) ::  n                   !<
1370       INTEGER(iwp) ::  omp_get_thread_num  !<
1371       INTEGER(iwp) ::  tn                  !<
[1]1372
[1682]1373       REAL(wp), DIMENSION(0:ny)                          ::  work_ffty  !<
1374       REAL(wp), DIMENSION(0:ny,1:nz)                     ::  work_triy  !<
1375       REAL(wp), DIMENSION(nny,1:nz,nxl_y:nxr_y,pdims(2)) ::  ar         !<
1376       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE          ::  tri        !<
[1]1377
1378
[1106]1379       CALL cpu_log( log_point_s(39), 'fft_y_1d + tridia', 'start' )
[1]1380
1381       ALLOCATE( tri(5,0:ny,0:nz-1,0:threads_per_task-1) )
1382
1383       tn = 0           ! Default thread number in case of one thread
[696]1384!$OMP  PARALLEL DO PRIVATE ( i, j, k, m, n, tn, work_ffty, work_triy )
[1]1385       DO  i = nxl_y, nxr_y
1386
1387!$        tn = omp_get_thread_num()
1388
1389          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1390!
1391!--          Code optimized for vector processors
1392             DO  k = 1, nz
1393
1394                m = 0
1395                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1396                   DO  j = 1, nny
[1]1397                      work_triy(m,k) = ar(j,k,i,n)
1398                      m = m + 1
1399                   ENDDO
1400                ENDDO
1401
1402             ENDDO
1403
1404             CALL fft_y_m( work_triy, ny, 'forward' )
1405
1406          ELSE
1407!
1408!--          Cache optimized code
1409             DO  k = 1, nz
1410
1411                m = 0
1412                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1413                   DO  j = 1, nny
[1]1414                      work_ffty(m) = ar(j,k,i,n)
1415                      m = m + 1
1416                   ENDDO
1417                ENDDO
1418
[1106]1419                CALL fft_y_1d( work_ffty, 'forward' )
[1]1420
1421                DO  j = 0, ny
1422                   work_triy(j,k) = work_ffty(j)
1423                ENDDO
1424
1425             ENDDO
1426
1427          ENDIF
1428
1429!
1430!--       Solve the linear equation system
1431          CALL tridia_1dd( ddy2, ddx2, ny, nx, i, work_triy, tri(:,:,:,tn) )
1432
1433          IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
1434!
1435!--          Code optimized for vector processors
1436             CALL fft_y_m( work_triy, ny, 'backward' )
1437
1438             DO  k = 1, nz
1439
1440                m = 0
1441                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1442                   DO  j = 1, nny
[1]1443                      ar(j,k,i,n) = work_triy(m,k)
1444                      m = m + 1
1445                   ENDDO
1446                ENDDO
1447
1448             ENDDO
1449
1450          ELSE
1451!
1452!--          Cache optimized code
1453             DO  k = 1, nz
1454
1455                DO  j = 0, ny
1456                   work_ffty(j) = work_triy(j,k)
1457                ENDDO
1458
[1106]1459                CALL fft_y_1d( work_ffty, 'backward' )
[1]1460
1461                m = 0
1462                DO  n = 1, pdims(2)
[1003]1463                   DO  j = 1, nny
[1]1464                      ar(j,k,i,n) = work_ffty(m)
1465                      m = m + 1
1466                   ENDDO
1467                ENDDO
1468
1469             ENDDO
1470
1471          ENDIF
1472
1473       ENDDO
1474
1475       DEALLOCATE( tri )
1476
[1106]1477       CALL cpu_log( log_point_s(39), 'fft_y_1d + tridia', 'stop' )
[1]1478
1479    END SUBROUTINE ffty_tri_ffty
1480
1481 END MODULE poisfft_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.