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

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1!> @file transpose.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
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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.
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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.
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15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: transpose.f90 2119 2017-01-17 16:51:50Z raasch $
27!
28! 2118 2017-01-17 16:38:49Z raasch
29! OpenACC directives removed
30!
31! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
32! Forced header and separation lines into 80 columns
33!
34! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
35! Code annotations made doxygen readable
36!
37! 1324 2014-03-21 09:13:16Z suehring
38! Bugfix: ONLY statement for module pegrid removed
39!
40! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
41! ONLY-attribute added to USE-statements,
42! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
43! kinds are defined in new module kinds,
44! old module precision_kind is removed,
45! revision history before 2012 removed,
46! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
47! all variable declaration statements
48!
49! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
50! cpu_log_nowait parameter added to cpu measurements of the transpositions
51! required for solving the Poisson equation (poisfft),
52! module interfaces removed
53!
54! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
55! openacc loop and loop vector clauses removed
56!
57! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
58! re-sorting of the transposed / to be transposed arrays moved to separate
59! routines resort_for_...
60!
61! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
62! openACC directives added,
63! resorting data from/to work changed, work got 4 dimensions instead of 1
64!
65! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
66! preprocessor lines rearranged so that routines can also be used in serial
67! (non-parallel) mode
68!
69! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
70! unused variables removed
71!
72! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
73! code put under GPL (PALM 3.9)
74!
75! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
76! indices nxa, nya, etc. replaced by nx, ny, etc.
77!
78! Revision 1.1  1997/07/24 11:25:18  raasch
79! Initial revision
80!
81!------------------------------------------------------------------------------!
82! Description:
83! ------------
84!> Resorting data for the transposition from x to y. The transposition itself
85!> is carried out in transpose_xy
86!------------------------------------------------------------------------------!
87 SUBROUTINE resort_for_xy( f_in, f_inv )
88 
89
90     USE indices,                                                              &
91         ONLY:  nx
92
93     USE kinds
94
95     USE transpose_indices,                                                    &
96         ONLY:  nxl_z, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x, nys_z, nzb_x, nzt_x
97
98     IMPLICIT NONE
99
100     REAL(wp) ::  f_in(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x)  !<
101     REAL(wp) ::  f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) !<
102
103
104     INTEGER(iwp) ::  i !<
105     INTEGER(iwp) ::  j !<
106     INTEGER(iwp) ::  k !<
107!
108!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
109!-- by MPI contiguous
110    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
111    !$OMP  DO
112     DO  i = 0, nx
113         DO  k = nzb_x, nzt_x
114             DO  j = nys_x, nyn_x
115                 f_inv(j,k,i) = f_in(i,j,k)
116             ENDDO
117         ENDDO
118     ENDDO
119     !$OMP  END PARALLEL
120
121 END SUBROUTINE resort_for_xy
122
123
124!------------------------------------------------------------------------------!
125! Description:
126! ------------
127!> Transposition of input array (f_in) from x to y. For the input array, all
128!> elements along x reside on the same PE, while after transposition, all
129!> elements along y reside on the same PE.
130!------------------------------------------------------------------------------!
131 SUBROUTINE transpose_xy( f_inv, f_out )
132
133
134    USE cpulog,                                                                &
135        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
136
137    USE indices,                                                               &
138        ONLY:  nx, ny
139       
140    USE kinds
141
142    USE pegrid
143
144    USE transpose_indices,                                                     &
145        ONLY:  nxl_y, nxr_y, nyn_x, nys_x, nzb_x, nzb_y, nzt_x, nzt_y
146
147    IMPLICIT NONE
148
149    INTEGER(iwp) ::  i  !<
150    INTEGER(iwp) ::  j  !<
151    INTEGER(iwp) ::  k  !<
152    INTEGER(iwp) ::  l  !<
153    INTEGER(iwp) ::  ys !<
154 
155    REAL(wp) ::  f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) !<
156    REAL(wp) ::  f_out(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) !<
157
158    REAL(wp), DIMENSION(nyn_x-nys_x+1,nzb_y:nzt_y,nxl_y:nxr_y,0:pdims(2)-1) ::  work !<
159
160
161    IF ( numprocs /= 1 )  THEN
162
163#if defined( __parallel )
164!
165!--    Transpose array
166       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
167       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
168       CALL MPI_ALLTOALL( f_inv(nys_x,nzb_x,0),  sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
169                          work(1,nzb_y,nxl_y,0), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
170                          comm1dy, ierr )
171       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
172
173!
174!--    Reorder transposed array
175!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, ys )
176!$OMP  DO
177       DO  l = 0, pdims(2) - 1
178          ys = 0 + l * ( nyn_x - nys_x + 1 )
179          DO  i = nxl_y, nxr_y
180             DO  k = nzb_y, nzt_y
181                DO  j = ys, ys + nyn_x - nys_x
182                   f_out(j,i,k) = work(j-ys+1,k,i,l)
183                ENDDO
184             ENDDO
185          ENDDO
186       ENDDO
187!$OMP  END PARALLEL
188#endif
189
190    ELSE
191
192!
193!--    Reorder transposed array
194!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
195!$OMP  DO
196       DO  k = nzb_y, nzt_y
197          DO  i = nxl_y, nxr_y
198             DO  j = 0, ny
199                f_out(j,i,k) = f_inv(j,k,i)
200             ENDDO
201          ENDDO
202       ENDDO
203!$OMP  END PARALLEL
204
205    ENDIF
206
207 END SUBROUTINE transpose_xy
208
209
210!------------------------------------------------------------------------------!
211! Description:
212! ------------
213!> Resorting data after the transposition from x to z. The transposition itself
214!> is carried out in transpose_xz
215!------------------------------------------------------------------------------!
216 SUBROUTINE resort_for_xz( f_inv, f_out )
217
218
219     USE indices,                                                              &
220         ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nz
221
222     USE kinds
223
224     IMPLICIT NONE
225
226     REAL(wp) ::  f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) !<
227     REAL(wp) ::  f_out(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr) !<
228
229     INTEGER(iwp) ::  i !<
230     INTEGER(iwp) ::  j !<
231     INTEGER(iwp) ::  k !<
232!
233!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
234!-- by MPI contiguous.
235!-- In case of parallel fft/transposition, scattered store is faster in
236!-- backward direction!!!
237    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
238    !$OMP  DO
239     DO  k = 1, nz
240         DO  i = nxl, nxr
241             DO  j = nys, nyn
242                 f_out(k,j,i) = f_inv(j,i,k)
243             ENDDO
244         ENDDO
245     ENDDO
246     !$OMP  END PARALLEL
247
248 END SUBROUTINE resort_for_xz
249
250
251!------------------------------------------------------------------------------!
252! Description:
253! ------------
254!> Transposition of input array (f_in) from x to z. For the input array, all
255!> elements along x reside on the same PE, while after transposition, all
256!> elements along z reside on the same PE.
257!------------------------------------------------------------------------------!
258 SUBROUTINE transpose_xz( f_in, f_inv )
259
260
261    USE cpulog,                                                                &
262        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
263
264    USE indices,                                                               &
265        ONLY:  nnx, nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nz
266
267    USE kinds
268
269    USE pegrid
270
271    USE transpose_indices,                                                     &
272        ONLY:  nyn_x, nys_x, nzb_x, nzt_x
273
274    IMPLICIT NONE
275
276    INTEGER(iwp) ::  i  !<
277    INTEGER(iwp) ::  j  !<
278    INTEGER(iwp) ::  k  !<
279    INTEGER(iwp) ::  l  !<
280    INTEGER(iwp) ::  xs !<
281
282    REAL(wp) ::  f_in(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) !<
283    REAL(wp) ::  f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) !<
284
285    REAL(wp), DIMENSION(nys_x:nyn_x,nnx,nzb_x:nzt_x,0:pdims(1)-1) ::  work !<
286
287
288!
289!-- If the PE grid is one-dimensional along y, the array has only to be
290!-- reordered locally and therefore no transposition has to be done.
291    IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
292
293#if defined( __parallel )
294!
295!--    Reorder input array for transposition
296!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, xs )
297!$OMP  DO
298       DO  l = 0, pdims(1) - 1
299          xs = 0 + l * nnx
300          DO  k = nzb_x, nzt_x
301             DO  i = xs, xs + nnx - 1
302                DO  j = nys_x, nyn_x
303                   work(j,i-xs+1,k,l) = f_in(i,j,k)
304                ENDDO
305             ENDDO
306          ENDDO
307       ENDDO
308!$OMP  END PARALLEL
309
310!
311!--    Transpose array
312       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
313       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
314       CALL MPI_ALLTOALL( work(nys_x,1,nzb_x,0), sendrecvcount_zx, MPI_REAL, &
315                          f_inv(nys,nxl,1),      sendrecvcount_zx, MPI_REAL, &
316                          comm1dx, ierr )
317       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
318#endif
319
320    ELSE
321
322!
323!--    Reorder the array in a way that the z index is in first position
324!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
325!$OMP  DO
326       DO  i = nxl, nxr
327          DO  j = nys, nyn
328             DO  k = 1, nz
329                f_inv(j,i,k) = f_in(i,j,k)
330             ENDDO
331          ENDDO
332       ENDDO
333!$OMP  END PARALLEL
334
335    ENDIF
336
337 END SUBROUTINE transpose_xz
338
339
340!------------------------------------------------------------------------------!
341! Description:
342! ------------
343!> Resorting data after the transposition from y to x. The transposition itself
344!> is carried out in transpose_yx
345!------------------------------------------------------------------------------!
346 SUBROUTINE resort_for_yx( f_inv, f_out )
347
348
349     USE indices,                                                              &
350         ONLY:  nx
351
352     USE kinds
353
354     USE transpose_indices,                                                    &
355         ONLY:  nyn_x, nys_x, nzb_x, nzt_x
356
357     IMPLICIT NONE
358
359     REAL(wp) ::  f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) !<
360     REAL(wp) ::  f_out(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) !<
361
362
363     INTEGER(iwp) ::  i !<
364     INTEGER(iwp) ::  j !<
365     INTEGER(iwp) ::  k !<
366!
367!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
368!-- by MPI contiguous
369    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
370    !$OMP  DO
371     DO  i = 0, nx
372         DO  k = nzb_x, nzt_x
373             DO  j = nys_x, nyn_x
374                 f_out(i,j,k) = f_inv(j,k,i)
375             ENDDO
376         ENDDO
377     ENDDO
378     !$OMP  END PARALLEL
379
380 END SUBROUTINE resort_for_yx
381
382
383!------------------------------------------------------------------------------!
384! Description:
385! ------------
386!> Transposition of input array (f_in) from y to x. For the input array, all
387!> elements along y reside on the same PE, while after transposition, all
388!> elements along x reside on the same PE.
389!------------------------------------------------------------------------------!
390 SUBROUTINE transpose_yx( f_in, f_inv )
391
392
393    USE cpulog,                                                                &
394        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
395
396    USE indices,                                                               &
397        ONLY:  nx, ny
398
399    USE kinds
400
401    USE pegrid
402
403    USE transpose_indices,                                                     &
404        ONLY:  nxl_y, nxr_y, nyn_x, nys_x, nzb_x, nzb_y, nzt_x, nzt_y
405
406    IMPLICIT NONE
407
408    INTEGER(iwp) ::  i  !<
409    INTEGER(iwp) ::  j  !<
410    INTEGER(iwp) ::  k  !<
411    INTEGER(iwp) ::  l  !<
412    INTEGER(iwp) ::  ys !<
413
414    REAL(wp) ::  f_in(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y)  !<
415    REAL(wp) ::  f_inv(nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x,0:nx) !<
416
417    REAL(wp), DIMENSION(nyn_x-nys_x+1,nzb_y:nzt_y,nxl_y:nxr_y,0:pdims(2)-1) ::  work !<
418
419
420    IF ( numprocs /= 1 )  THEN
421
422#if defined( __parallel )
423!
424!--    Reorder input array for transposition
425!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, ys )
426!$OMP  DO
427       DO  l = 0, pdims(2) - 1
428          ys = 0 + l * ( nyn_x - nys_x + 1 )
429          DO  i = nxl_y, nxr_y
430             DO  k = nzb_y, nzt_y
431                DO  j = ys, ys + nyn_x - nys_x
432                   work(j-ys+1,k,i,l) = f_in(j,i,k)
433                ENDDO
434             ENDDO
435          ENDDO
436       ENDDO
437!$OMP  END PARALLEL
438
439!
440!--    Transpose array
441       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
442       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
443       CALL MPI_ALLTOALL( work(1,nzb_y,nxl_y,0), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
444                          f_inv(nys_x,nzb_x,0),  sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
445                          comm1dy, ierr )
446       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
447#endif
448
449    ELSE
450
451!
452!--    Reorder array f_in the same way as ALLTOALL did it
453!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
454!$OMP  DO
455       DO  i = nxl_y, nxr_y
456          DO  k = nzb_y, nzt_y
457             DO  j = 0, ny
458                f_inv(j,k,i) = f_in(j,i,k)
459             ENDDO
460          ENDDO
461       ENDDO
462!$OMP  END PARALLEL
463
464    ENDIF
465
466 END SUBROUTINE transpose_yx
467
468
469!------------------------------------------------------------------------------!
470! Description:
471! ------------
472!> Transposition of input array (f_in) from y to x. For the input array, all
473!> elements along y reside on the same PE, while after transposition, all
474!> elements along x reside on the same PE.
475!> This is a direct transposition for arrays with indices in regular order
476!> (k,j,i) (cf. transpose_yx).
477!------------------------------------------------------------------------------!
478 SUBROUTINE transpose_yxd( f_in, f_out )
479
480
481    USE cpulog,                                                                &
482        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
483
484    USE indices,                                                               &
485        ONLY:  nnx, nny, nnz, nx, nxl, nxr, nyn, nys, nz
486
487    USE kinds
488
489    USE pegrid
490
491    USE transpose_indices,                                                     &
492        ONLY:  nyn_x, nys_x, nzb_x, nzt_x
493
494    IMPLICIT NONE
495
496    INTEGER(iwp) ::  i  !<
497    INTEGER(iwp) ::  j  !<
498    INTEGER(iwp) ::  k  !<
499    INTEGER(iwp) ::  l  !<
500    INTEGER(iwp) ::  m  !<
501    INTEGER(iwp) ::  xs !<
502
503    REAL(wp) ::  f_in(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr)          !<
504    REAL(wp) ::  f_inv(nxl:nxr,1:nz,nys:nyn)         !<
505    REAL(wp) ::  f_out(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) !<
506    REAL(wp) ::  work(nnx*nny*nnz)                   !<
507#if defined( __parallel )
508
509!
510!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
511!-- by MPI contiguous
512    DO  k = 1, nz
513       DO  j = nys, nyn
514          DO  i = nxl, nxr
515             f_inv(i,k,j) = f_in(k,j,i)
516          ENDDO
517       ENDDO
518    ENDDO
519
520!
521!-- Transpose array
522    CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
523    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
524    CALL MPI_ALLTOALL( f_inv(nxl,1,nys), sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
525                       work(1),          sendrecvcount_xy, MPI_REAL, &
526                       comm1dx, ierr )
527    CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
528
529!
530!-- Reorder transposed array
531    m = 0
532    DO  l = 0, pdims(1) - 1
533       xs = 0 + l * nnx
534       DO  j = nys_x, nyn_x
535          DO  k = 1, nz
536             DO  i = xs, xs + nnx - 1
537                m = m + 1
538                f_out(i,j,k) = work(m)
539             ENDDO
540          ENDDO
541       ENDDO
542    ENDDO
543
544#endif
545
546 END SUBROUTINE transpose_yxd
547
548
549!------------------------------------------------------------------------------!
550! Description:
551! ------------
552!> Resorting data for the transposition from y to z. The transposition itself
553!> is carried out in transpose_yz
554!------------------------------------------------------------------------------!
555 SUBROUTINE resort_for_yz( f_in, f_inv )
556
557
558     USE indices,                                                              &
559         ONLY:  ny
560
561     USE kinds
562
563     USE transpose_indices,                                                    &
564         ONLY:  nxl_y, nxr_y, nzb_y, nzt_y
565
566     IMPLICIT NONE
567
568     REAL(wp) ::  f_in(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y)  !<
569     REAL(wp) ::  f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) !<
570
571     INTEGER(iwp) ::  i !<
572     INTEGER(iwp) ::  j !<
573     INTEGER(iwp) ::  k !<
574
575!
576!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
577!-- by MPI contiguous
578    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
579    !$OMP  DO
580     DO  j = 0, ny
581         DO  k = nzb_y, nzt_y
582             DO  i = nxl_y, nxr_y
583                 f_inv(i,k,j) = f_in(j,i,k)
584             ENDDO
585         ENDDO
586     ENDDO
587     !$OMP  END PARALLEL
588
589 END SUBROUTINE resort_for_yz
590
591
592!------------------------------------------------------------------------------!
593! Description:
594! ------------
595!> Transposition of input array (f_in) from y to z. For the input array, all
596!> elements along y reside on the same PE, while after transposition, all
597!> elements along z reside on the same PE.
598!------------------------------------------------------------------------------!
599 SUBROUTINE transpose_yz( f_inv, f_out )
600
601
602    USE cpulog,                                                                &
603        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
604
605    USE indices,                                                               &
606        ONLY:  ny, nz
607
608    USE kinds
609
610    USE pegrid
611
612    USE transpose_indices,                                                     &
613        ONLY:  nxl_y, nxl_z, nxr_y, nxr_z, nyn_z, nys_z, nzb_y, nzt_y
614
615    IMPLICIT NONE
616
617    INTEGER(iwp) ::  i  !<
618    INTEGER(iwp) ::  j  !<
619    INTEGER(iwp) ::  k  !<
620    INTEGER(iwp) ::  l  !<
621    INTEGER(iwp) ::  zs !<
622
623    REAL(wp) ::  f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) !<
624    REAL(wp) ::  f_out(nxl_z:nxr_z,nys_z:nyn_z,1:nz) !<
625
626    REAL(wp), DIMENSION(nxl_z:nxr_z,nzt_y-nzb_y+1,nys_z:nyn_z,0:pdims(1)-1) ::  work !<
627
628
629!
630!-- If the PE grid is one-dimensional along y, only local reordering
631!-- of the data is necessary and no transposition has to be done.
632    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
633
634!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
635!$OMP  DO
636       DO  j = 0, ny
637          DO  k = nzb_y, nzt_y
638             DO  i = nxl_y, nxr_y
639                f_out(i,j,k) = f_inv(i,k,j)
640             ENDDO
641          ENDDO
642       ENDDO
643!$OMP  END PARALLEL
644
645    ELSE
646
647#if defined( __parallel )
648!
649!--    Transpose array
650       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
651       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
652       CALL MPI_ALLTOALL( f_inv(nxl_y,nzb_y,0),  sendrecvcount_yz, MPI_REAL, &
653                          work(nxl_z,1,nys_z,0), sendrecvcount_yz, MPI_REAL, &
654                          comm1dx, ierr )
655       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
656
657!
658!--    Reorder transposed array
659!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, zs )
660!$OMP  DO
661       DO  l = 0, pdims(1) - 1
662          zs = 1 + l * ( nzt_y - nzb_y + 1 )
663          DO  j = nys_z, nyn_z
664             DO  k = zs, zs + nzt_y - nzb_y
665                DO  i = nxl_z, nxr_z
666                   f_out(i,j,k) = work(i,k-zs+1,j,l)
667                ENDDO
668             ENDDO
669          ENDDO
670       ENDDO
671!$OMP  END PARALLEL
672#endif
673
674   ENDIF
675
676 END SUBROUTINE transpose_yz
677
678
679!------------------------------------------------------------------------------!
680! Description:
681! ------------
682!> Resorting data for the transposition from z to x. The transposition itself
683!> is carried out in transpose_zx
684!------------------------------------------------------------------------------!
685 SUBROUTINE resort_for_zx( f_in, f_inv )
686
687
688     USE indices,                                                              &
689         ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nz
690
691     USE kinds
692
693     IMPLICIT NONE
694
695     REAL(wp) ::  f_in(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr)  !<
696     REAL(wp) ::  f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz) !<
697
698     INTEGER(iwp) ::  i !<
699     INTEGER(iwp) ::  j !<
700     INTEGER(iwp) ::  k !<
701
702!
703!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
704!-- by MPI contiguous
705    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
706    !$OMP  DO
707     DO  k = 1,nz
708         DO  i = nxl, nxr
709             DO  j = nys, nyn
710                 f_inv(j,i,k) = f_in(k,j,i)
711             ENDDO
712         ENDDO
713     ENDDO
714     !$OMP  END PARALLEL
715
716 END SUBROUTINE resort_for_zx
717
718
719!------------------------------------------------------------------------------!
720! Description:
721! ------------
722!> Transposition of input array (f_in) from z to x. For the input array, all
723!> elements along z reside on the same PE, while after transposition, all
724!> elements along x reside on the same PE.
725!------------------------------------------------------------------------------!
726 SUBROUTINE transpose_zx( f_inv, f_out )
727
728
729    USE cpulog,                                                                &
730        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
731
732    USE indices,                                                               &
733        ONLY:  nnx, nx, nxl, nxr, nyn, nys, nz
734
735    USE kinds
736
737    USE pegrid
738
739    USE transpose_indices,                                                     &
740        ONLY:  nyn_x, nys_x, nzb_x, nzt_x
741
742    IMPLICIT NONE
743
744    INTEGER(iwp) ::  i  !<
745    INTEGER(iwp) ::  j  !<
746    INTEGER(iwp) ::  k  !<
747    INTEGER(iwp) ::  l  !<
748    INTEGER(iwp) ::  xs !<
749
750    REAL(wp) ::  f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz)         !<
751    REAL(wp) ::  f_out(0:nx,nys_x:nyn_x,nzb_x:nzt_x) !<
752
753    REAL(wp), DIMENSION(nys_x:nyn_x,nnx,nzb_x:nzt_x,0:pdims(1)-1) ::  work !<
754
755
756!
757!-- If the PE grid is one-dimensional along y, only local reordering
758!-- of the data is necessary and no transposition has to be done.
759    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
760
761!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
762!$OMP  DO
763       DO  k = 1, nz
764          DO  i = nxl, nxr
765             DO  j = nys, nyn
766                f_out(i,j,k) = f_inv(j,i,k)
767             ENDDO
768          ENDDO
769       ENDDO
770!$OMP  END PARALLEL
771
772    ELSE
773
774#if defined( __parallel )
775!
776!--    Transpose array
777       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
778       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
779       CALL MPI_ALLTOALL( f_inv(nys,nxl,1),      sendrecvcount_zx, MPI_REAL, &
780                          work(nys_x,1,nzb_x,0), sendrecvcount_zx, MPI_REAL, &
781                          comm1dx, ierr )
782       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
783
784!
785!--    Reorder transposed array
786!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, xs )
787!$OMP  DO
788       DO  l = 0, pdims(1) - 1
789          xs = 0 + l * nnx
790          DO  k = nzb_x, nzt_x
791             DO  i = xs, xs + nnx - 1
792                DO  j = nys_x, nyn_x
793                   f_out(i,j,k) = work(j,i-xs+1,k,l)
794                ENDDO
795             ENDDO
796          ENDDO
797       ENDDO
798!$OMP  END PARALLEL
799#endif
800
801    ENDIF
802
803 END SUBROUTINE transpose_zx
804
805
806!------------------------------------------------------------------------------!
807! Description:
808! ------------
809!> Resorting data after the transposition from z to y. The transposition itself
810!> is carried out in transpose_zy
811!------------------------------------------------------------------------------!
812 SUBROUTINE resort_for_zy( f_inv, f_out )
813
814
815     USE indices,                                                              &
816         ONLY:  ny
817
818     USE kinds
819
820     USE transpose_indices,                                                    &
821         ONLY:  nxl_y, nxr_y, nzb_y, nzt_y
822
823     IMPLICIT NONE
824
825     REAL(wp) ::  f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) !<
826     REAL(wp) ::  f_out(0:ny,nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y) !<
827
828
829     INTEGER(iwp) ::  i !<
830     INTEGER(iwp) ::  j !<
831     INTEGER(iwp) ::  k !<
832
833!
834!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
835!-- by MPI contiguous
836    !$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
837    !$OMP  DO
838     DO  k = nzb_y, nzt_y
839         DO  j = 0, ny
840             DO  i = nxl_y, nxr_y
841                 f_out(j,i,k) = f_inv(i,k,j)
842             ENDDO
843         ENDDO
844     ENDDO
845     !$OMP  END PARALLEL
846
847 END SUBROUTINE resort_for_zy
848
849
850!------------------------------------------------------------------------------!
851! Description:
852! ------------
853!> Transposition of input array (f_in) from z to y. For the input array, all
854!> elements along z reside on the same PE, while after transposition, all
855!> elements along y reside on the same PE.
856!------------------------------------------------------------------------------!
857 SUBROUTINE transpose_zy( f_in, f_inv )
858
859
860    USE cpulog,                                                                &
861        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
862
863    USE indices,                                                               &
864        ONLY:  ny, nz
865
866    USE kinds
867
868    USE pegrid
869
870    USE transpose_indices,                                                     &
871        ONLY:  nxl_y, nxl_z, nxr_y, nxr_z, nyn_z, nys_z, nzb_y, nzt_y
872
873    IMPLICIT NONE
874
875    INTEGER(iwp) ::  i  !<
876    INTEGER(iwp) ::  j  !<
877    INTEGER(iwp) ::  k  !<
878    INTEGER(iwp) ::  l  !<
879    INTEGER(iwp) ::  zs !<
880
881    REAL(wp) ::  f_in(nxl_z:nxr_z,nys_z:nyn_z,1:nz)  !<
882    REAL(wp) ::  f_inv(nxl_y:nxr_y,nzb_y:nzt_y,0:ny) !<
883
884    REAL(wp), DIMENSION(nxl_z:nxr_z,nzt_y-nzb_y+1,nys_z:nyn_z,0:pdims(1)-1) ::  work !<
885
886!
887!-- If the PE grid is one-dimensional along y, the array has only to be
888!-- reordered locally and therefore no transposition has to be done.
889    IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
890
891#if defined( __parallel )
892!
893!--    Reorder input array for transposition
894!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k, l, zs )
895!$OMP  DO
896       DO  l = 0, pdims(1) - 1
897          zs = 1 + l * ( nzt_y - nzb_y + 1 )
898          DO  j = nys_z, nyn_z
899             DO  k = zs, zs + nzt_y - nzb_y
900                DO  i = nxl_z, nxr_z
901                   work(i,k-zs+1,j,l) = f_in(i,j,k)
902                ENDDO
903             ENDDO
904          ENDDO
905       ENDDO
906!$OMP  END PARALLEL
907
908!
909!--    Transpose array
910       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start', cpu_log_nowait )
911       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
912       CALL MPI_ALLTOALL( work(nxl_z,1,nys_z,0), sendrecvcount_yz, MPI_REAL, &
913                          f_inv(nxl_y,nzb_y,0),  sendrecvcount_yz, MPI_REAL, &
914                          comm1dx, ierr )
915       CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
916#endif
917
918    ELSE
919!
920!--    Reorder the array in the same way like ALLTOALL did it
921!$OMP  PARALLEL PRIVATE ( i, j, k )
922!$OMP  DO
923       DO  k = nzb_y, nzt_y
924          DO  j = 0, ny
925             DO  i = nxl_y, nxr_y
926                f_inv(i,k,j) = f_in(i,j,k)
927             ENDDO
928          ENDDO
929       ENDDO
930!$OMP  END PARALLEL
931
932    ENDIF
933
934 END SUBROUTINE transpose_zy
935
936
937!------------------------------------------------------------------------------!
938! Description:
939! ------------
940!> Transposition of input array (f_in) from z to y. For the input array, all
941!> elements along z reside on the same PE, while after transposition, all
942!> elements along y reside on the same PE.
943!> This is a direct transposition for arrays with indices in regular order
944!> (k,j,i) (cf. transpose_zy).
945!------------------------------------------------------------------------------!
946 SUBROUTINE transpose_zyd( f_in, f_out )
947
948
949    USE cpulog,                                                                &
950        ONLY:  cpu_log, cpu_log_nowait, log_point_s
951
952    USE indices,                                                               &
953        ONLY:  nnx, nny, nnz, nxl, nxr, nyn, nys, ny, nz
954
955    USE kinds
956
957    USE pegrid
958
959    USE transpose_indices,                                                     &
960        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxr_y, nxr_yd, nzb_y, nzb_yd, nzt_y, nzt_yd
961
962    IMPLICIT NONE
963
964    INTEGER(iwp) ::  i  !<
965    INTEGER(iwp) ::  j  !<
966    INTEGER(iwp) ::  k  !<
967    INTEGER(iwp) ::  l  !<
968    INTEGER(iwp) ::  m  !<
969    INTEGER(iwp) ::  ys !<
970
971    REAL(wp) ::  f_in(1:nz,nys:nyn,nxl:nxr)              !<
972    REAL(wp) ::  f_inv(nys:nyn,nxl:nxr,1:nz)             !<
973    REAL(wp) ::  f_out(0:ny,nxl_yd:nxr_yd,nzb_yd:nzt_yd) !<
974    REAL(wp) ::  work(nnx*nny*nnz)                       !<
975
976#if defined( __parallel )
977
978!
979!-- Rearrange indices of input array in order to make data to be send
980!-- by MPI contiguous
981    DO  i = nxl, nxr
982       DO  j = nys, nyn
983          DO  k = 1, nz
984             f_inv(j,i,k) = f_in(k,j,i)
985          ENDDO
986       ENDDO
987    ENDDO
988
989!
990!-- Move data to different array, because memory location of work1 is
991!-- needed further below (work1 = work2).
992!-- If the PE grid is one-dimensional along x, only local reordering
993!-- of the data is necessary and no transposition has to be done.
994    IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
995       DO  k = 1, nz
996          DO  i = nxl, nxr
997             DO  j = nys, nyn
998                f_out(j,i,k) = f_inv(j,i,k)
999             ENDDO
1000          ENDDO
1001       ENDDO
1002       RETURN
1003    ENDIF
1004
1005!
1006!-- Transpose array
1007    CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'start' )
1008    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1009    CALL MPI_ALLTOALL( f_inv(nys,nxl,1), sendrecvcount_zyd, MPI_REAL, &
1010                       work(1),          sendrecvcount_zyd, MPI_REAL, &
1011                       comm1dy, ierr )
1012    CALL cpu_log( log_point_s(32), 'mpi_alltoall', 'stop' )
1013
1014!
1015!-- Reorder transposed array
1016    m = 0
1017    DO  l = 0, pdims(2) - 1
1018       ys = 0 + l * nny
1019       DO  k = nzb_yd, nzt_yd
1020          DO  i = nxl_yd, nxr_yd
1021             DO  j = ys, ys + nny - 1
1022                m = m + 1
1023                f_out(j,i,k) = work(m)
1024             ENDDO
1025          ENDDO
1026       ENDDO
1027    ENDDO
1028
1029#endif
1030
1031 END SUBROUTINE transpose_zyd
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.