source: LMDZ5/branches/LF-private/libf/dyn3dpar/parallel_lmdz.F90

Last change on this file was 1860, checked in by Ehouarn Millour, 11 years ago

Implement in dyn3dpar the modifications that were made in the dyn3dmem dynamics (r1858-1859) about setting size of omp_chunk.
EM

File size: 15.2 KB
Line 
1!
2! $Id: parallel.F90 1810 2013-07-24 08:06:39Z emillour $
3!
4  MODULE parallel_lmdz
5  USE mod_const_mpi
6#ifdef CPP_IOIPSL
7      use IOIPSL, only: getin
8#else
9! if not using IOIPSL, we still need to use (a local version of) getin
10      use ioipsl_getincom, only: getin
11#endif   
12   
13    LOGICAL,SAVE :: using_mpi=.TRUE.
14    LOGICAL,SAVE :: using_omp
15   
16    integer, save :: mpi_size
17    integer, save :: mpi_rank
18    integer, save :: jj_begin
19    integer, save :: jj_end
20    integer, save :: jj_nb
21    integer, save :: ij_begin
22    integer, save :: ij_end
23    logical, save :: pole_nord
24    logical, save :: pole_sud
25   
26    integer, allocatable, save, dimension(:) :: jj_begin_para
27    integer, allocatable, save, dimension(:) :: jj_end_para
28    integer, allocatable, save, dimension(:) :: jj_nb_para
29    integer, save :: OMP_CHUNK
30    integer, save :: omp_rank
31    integer, save :: omp_size 
32!$OMP THREADPRIVATE(omp_rank)
33
34 contains
35 
36    subroutine init_parallel
37    USE vampir
38    implicit none
39#ifdef CPP_MPI
40      include 'mpif.h'
41#endif
42#include "dimensions.h"
43#include "paramet.h"
44#include "iniprint.h"
45
46      integer :: ierr
47      integer :: i,j
48      integer :: type_size
49      integer, dimension(3) :: blocklen,type
50      integer :: comp_id
51      character(len=4)  :: num
52      character(len=20) :: filename
53 
54#ifdef CPP_OMP   
55      INTEGER :: OMP_GET_NUM_THREADS
56      EXTERNAL OMP_GET_NUM_THREADS
57      INTEGER :: OMP_GET_THREAD_NUM
58      EXTERNAL OMP_GET_THREAD_NUM
59#endif 
60
61#ifdef CPP_MPI
62       using_mpi=.TRUE.
63#else
64       using_mpi=.FALSE.
65#endif
66     
67
68#ifdef CPP_OMP
69       using_OMP=.TRUE.
70#else
71       using_OMP=.FALSE.
72#endif
73     
74      call InitVampir
75     
76      IF (using_mpi) THEN
77#ifdef CPP_MPI
78        call MPI_COMM_SIZE(COMM_LMDZ,mpi_size,ierr)
79        call MPI_COMM_RANK(COMM_LMDZ,mpi_rank,ierr)
80#endif
81      ELSE
82        mpi_size=1
83        mpi_rank=0
84      ENDIF
85
86
87! Open text output file with mpi_rank in suffix of file name
88      IF (lunout /= 5 .and. lunout /= 6) THEN
89         WRITE(num,'(I4.4)') mpi_rank
90         filename='lmdz.out_'//num
91         IF (mpi_rank .NE. 0) THEN
92            OPEN(UNIT=lunout,FILE=TRIM(filename),ACTION='write', &
93               STATUS='unknown',FORM='formatted',IOSTAT=ierr)
94         ENDIF
95      ENDIF
96
97     
98      allocate(jj_begin_para(0:mpi_size-1))
99      allocate(jj_end_para(0:mpi_size-1))
100      allocate(jj_nb_para(0:mpi_size-1))
101     
102      do i=0,mpi_size-1
103        jj_nb_para(i)=(jjm+1)/mpi_size
104        if ( i < MOD((jjm+1),mpi_size) ) jj_nb_para(i)=jj_nb_para(i)+1
105       
106        if (jj_nb_para(i) <= 2 ) then
107         
108         write(lunout,*)"Arret : le nombre de bande de lattitude par process est trop faible (<2)."
109         write(lunout,*)" ---> diminuez le nombre de CPU ou augmentez la taille en lattitude"
110         
111#ifdef CPP_MPI
112          IF (using_mpi) call MPI_ABORT(COMM_LMDZ,-1, ierr)
113#endif         
114        endif
115       
116      enddo
117     
118!      jj_nb_para(0)=11
119!      jj_nb_para(1)=25
120!      jj_nb_para(2)=25
121!      jj_nb_para(3)=12     
122
123      j=1
124     
125      do i=0,mpi_size-1
126       
127        jj_begin_para(i)=j
128        jj_end_para(i)=j+jj_Nb_para(i)-1
129        j=j+jj_Nb_para(i)
130     
131      enddo
132     
133      jj_begin = jj_begin_para(mpi_rank)
134      jj_end   = jj_end_para(mpi_rank)
135      jj_nb    = jj_nb_para(mpi_rank)
136     
137      ij_begin=(jj_begin-1)*iip1+1
138      ij_end=jj_end*iip1
139     
140      if (mpi_rank.eq.0) then
141        pole_nord=.TRUE.
142      else
143        pole_nord=.FALSE.
144      endif
145     
146      if (mpi_rank.eq.mpi_size-1) then
147        pole_sud=.TRUE.
148      else
149        pole_sud=.FALSE.
150      endif
151       
152      write(lunout,*)"init_parallel: jj_begin",jj_begin
153      write(lunout,*)"init_parallel: jj_end",jj_end
154      write(lunout,*)"init_parallel: ij_begin",ij_begin
155      write(lunout,*)"init_parallel: ij_end",ij_end
156
157!$OMP PARALLEL
158
159#ifdef CPP_OMP
160!$OMP MASTER
161        omp_size=OMP_GET_NUM_THREADS()
162!$OMP END MASTER
163!$OMP BARRIER
164        omp_rank=OMP_GET_THREAD_NUM()   
165
166!Config  Key  = omp_chunk
167!Config  Desc = taille des blocs openmp
168!Config  Def  = 1
169!Config  Help = defini la taille des packets d'it�ration openmp
170!Config         distribue a chaque tache lors de l'entree dans une
171!Config         boucle parallelisee
172
173!$OMP MASTER
174      omp_chunk=(llm+1)/omp_size
175      IF (MOD(llm+1,omp_size)/=0) omp_chunk=omp_chunk+1
176      CALL getin('omp_chunk',omp_chunk)
177!$OMP END MASTER
178!$OMP BARRIER       
179#else   
180        omp_size=1
181        omp_rank=0
182#endif
183!$OMP END PARALLEL         
184   
185    end subroutine init_parallel
186
187   
188    subroutine SetDistrib(jj_Nb_New)
189    implicit none
190
191#include "dimensions.h"
192#include "paramet.h"
193
194      INTEGER,dimension(0:MPI_Size-1) :: jj_Nb_New
195      INTEGER :: i 
196 
197      jj_Nb_Para=jj_Nb_New
198     
199      jj_begin_para(0)=1
200      jj_end_para(0)=jj_Nb_Para(0)
201     
202      do i=1,mpi_size-1
203       
204        jj_begin_para(i)=jj_end_para(i-1)+1
205        jj_end_para(i)=jj_begin_para(i)+jj_Nb_para(i)-1
206     
207      enddo
208     
209      jj_begin = jj_begin_para(mpi_rank)
210      jj_end   = jj_end_para(mpi_rank)
211      jj_nb    = jj_nb_para(mpi_rank)
212     
213      ij_begin=(jj_begin-1)*iip1+1
214      ij_end=jj_end*iip1
215
216    end subroutine SetDistrib
217
218
219
220   
221    subroutine Finalize_parallel
222#ifdef CPP_XIOS
223    ! ug Pour les sorties XIOS
224        USE wxios
225#endif
226#ifdef CPP_COUPLE
227    use mod_prism_proto
228! Ehouarn: surface_data module is in 'phylmd' ...
229      use surface_data, only : type_ocean
230      implicit none
231#else
232      implicit none
233! without the surface_data module, we declare (and set) a dummy 'type_ocean'
234      character(len=6),parameter :: type_ocean="dummy"
235#endif
236! #endif of #ifdef CPP_EARTH
237
238      include "dimensions.h"
239      include "paramet.h"
240#ifdef CPP_MPI
241      include 'mpif.h'
242#endif     
243
244      integer :: ierr
245      integer :: i
246
247      if (allocated(jj_begin_para)) deallocate(jj_begin_para)
248      if (allocated(jj_end_para))   deallocate(jj_end_para)
249      if (allocated(jj_nb_para))    deallocate(jj_nb_para)
250
251      if (type_ocean == 'couple') then
252#ifdef CPP_COUPLE
253         call prism_terminate_proto(ierr)
254         IF (ierr .ne. PRISM_Ok) THEN
255            call abort_gcm('Finalize_parallel',' Probleme dans prism_terminate_proto ',1)
256         endif
257#endif
258      else
259#ifdef CPP_XIOS
260    !Fermeture propre de XIOS
261      CALL wxios_close()
262#endif
263#ifdef CPP_MPI
264         IF (using_mpi) call MPI_FINALIZE(ierr)
265#endif
266      end if
267     
268    end subroutine Finalize_parallel
269       
270    subroutine Pack_Data(Field,ij,ll,row,Buffer)
271    implicit none
272
273#include "dimensions.h"
274#include "paramet.h"
275
276      integer, intent(in) :: ij,ll,row
277      real,dimension(ij,ll),intent(in) ::Field
278      real,dimension(ll*iip1*row), intent(out) :: Buffer
279           
280      integer :: Pos
281      integer :: i,l
282     
283      Pos=0
284      do l=1,ll
285        do i=1,row*iip1
286          Pos=Pos+1
287          Buffer(Pos)=Field(i,l)
288        enddo
289      enddo
290     
291    end subroutine Pack_data
292     
293    subroutine Unpack_Data(Field,ij,ll,row,Buffer)
294    implicit none
295
296#include "dimensions.h"
297#include "paramet.h"
298
299      integer, intent(in) :: ij,ll,row
300      real,dimension(ij,ll),intent(out) ::Field
301      real,dimension(ll*iip1*row), intent(in) :: Buffer
302           
303      integer :: Pos
304      integer :: i,l
305     
306      Pos=0
307     
308      do l=1,ll
309        do i=1,row*iip1
310          Pos=Pos+1
311          Field(i,l)=Buffer(Pos)
312        enddo
313      enddo
314     
315    end subroutine UnPack_data
316
317   
318    SUBROUTINE barrier
319    IMPLICIT NONE
320#ifdef CPP_MPI
321    INCLUDE 'mpif.h'
322#endif
323    INTEGER :: ierr
324   
325!$OMP CRITICAL (MPI)     
326#ifdef CPP_MPI
327      IF (using_mpi) CALL MPI_Barrier(COMM_LMDZ,ierr)
328#endif
329!$OMP END CRITICAL (MPI)
330   
331    END SUBROUTINE barrier
332       
333     
334    subroutine exchange_hallo(Field,ij,ll,up,down)
335    USE Vampir
336    implicit none
337#include "dimensions.h"
338#include "paramet.h"   
339#ifdef CPP_MPI
340    include 'mpif.h'
341#endif   
342      INTEGER :: ij,ll
343      REAL, dimension(ij,ll) :: Field
344      INTEGER :: up,down
345     
346      INTEGER :: ierr
347      LOGICAL :: SendUp,SendDown
348      LOGICAL :: RecvUp,RecvDown
349      INTEGER, DIMENSION(4) :: Request
350#ifdef CPP_MPI
351      INTEGER, DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,4) :: Status
352#else
353      INTEGER, DIMENSION(1,4) :: Status
354#endif
355      INTEGER :: NbRequest
356      REAL, dimension(:),allocatable :: Buffer_Send_up,Buffer_Send_down
357      REAL, dimension(:),allocatable :: Buffer_Recv_up,Buffer_Recv_down
358      INTEGER :: Buffer_size     
359
360      IF (using_mpi) THEN
361
362        CALL barrier
363     
364        call VTb(VThallo)
365     
366        SendUp=.TRUE.
367        SendDown=.TRUE.
368        RecvUp=.TRUE.
369        RecvDown=.TRUE.
370         
371        IF (pole_nord) THEN
372          SendUp=.FALSE.
373          RecvUp=.FALSE.
374        ENDIF
375   
376        IF (pole_sud) THEN
377          SendDown=.FALSE.
378          RecvDown=.FALSE.
379        ENDIF
380       
381        if (up.eq.0) then
382          SendDown=.FALSE.
383          RecvUp=.FALSE.
384        endif
385     
386        if (down.eq.0) then
387          SendUp=.FALSE.
388          RecvDown=.FALSE.
389        endif
390     
391        NbRequest=0
392 
393        IF (SendUp) THEN
394          NbRequest=NbRequest+1
395          buffer_size=down*iip1*ll
396          allocate(Buffer_Send_up(Buffer_size))
397          call PACK_Data(Field(ij_begin,1),ij,ll,down,Buffer_Send_up)
398!$OMP CRITICAL (MPI)
399#ifdef CPP_MPI
400          call MPI_ISSEND(Buffer_send_up,Buffer_Size,MPI_REAL8,MPI_Rank-1,1,     &
401                          COMM_LMDZ,Request(NbRequest),ierr)
402#endif
403!$OMP END CRITICAL (MPI)
404        ENDIF
405 
406        IF (SendDown) THEN
407          NbRequest=NbRequest+1
408           
409          buffer_size=up*iip1*ll
410          allocate(Buffer_Send_down(Buffer_size))
411          call PACK_Data(Field(ij_end+1-up*iip1,1),ij,ll,up,Buffer_send_down)
412       
413!$OMP CRITICAL (MPI)
414#ifdef CPP_MPI
415          call MPI_ISSEND(Buffer_send_down,Buffer_Size,MPI_REAL8,MPI_Rank+1,1,     &
416                          COMM_LMDZ,Request(NbRequest),ierr)
417#endif
418!$OMP END CRITICAL (MPI)
419        ENDIF
420   
421 
422        IF (RecvUp) THEN
423          NbRequest=NbRequest+1
424          buffer_size=up*iip1*ll
425          allocate(Buffer_recv_up(Buffer_size))
426             
427!$OMP CRITICAL (MPI)
428#ifdef CPP_MPI
429          call MPI_IRECV(Buffer_recv_up,Buffer_size,MPI_REAL8,MPI_Rank-1,1,  &
430                          COMM_LMDZ,Request(NbRequest),ierr)
431#endif
432!$OMP END CRITICAL (MPI)
433     
434       
435        ENDIF
436 
437        IF (RecvDown) THEN
438          NbRequest=NbRequest+1
439          buffer_size=down*iip1*ll
440          allocate(Buffer_recv_down(Buffer_size))
441       
442!$OMP CRITICAL (MPI)
443#ifdef CPP_MPI
444          call MPI_IRECV(Buffer_recv_down,Buffer_size,MPI_REAL8,MPI_Rank+1,1,     &
445                          COMM_LMDZ,Request(NbRequest),ierr)
446#endif
447!$OMP END CRITICAL (MPI)
448       
449        ENDIF
450 
451#ifdef CPP_MPI
452        if (NbRequest > 0) call MPI_WAITALL(NbRequest,Request,Status,ierr)
453#endif
454        IF (RecvUp)  call Unpack_Data(Field(ij_begin-up*iip1,1),ij,ll,up,Buffer_Recv_up)
455        IF (RecvDown) call Unpack_Data(Field(ij_end+1,1),ij,ll,down,Buffer_Recv_down) 
456
457        call VTe(VThallo)
458        call barrier
459     
460      ENDIF  ! using_mpi
461     
462      RETURN
463     
464    end subroutine exchange_Hallo
465   
466
467    subroutine Gather_Field(Field,ij,ll,rank)
468    implicit none
469#include "dimensions.h"
470#include "paramet.h"
471#include "iniprint.h"
472#ifdef CPP_MPI
473    include 'mpif.h'
474#endif   
475      INTEGER :: ij,ll,rank
476      REAL, dimension(ij,ll) :: Field
477      REAL, dimension(:),allocatable :: Buffer_send   
478      REAL, dimension(:),allocatable :: Buffer_Recv
479      INTEGER, dimension(0:MPI_Size-1) :: Recv_count, displ
480      INTEGER :: ierr
481      INTEGER ::i
482     
483      IF (using_mpi) THEN
484
485        if (ij==ip1jmp1) then
486           allocate(Buffer_send(iip1*ll*(jj_end-jj_begin+1)))
487           call Pack_Data(Field(ij_begin,1),ij,ll,jj_end-jj_begin+1,Buffer_send)
488        else if (ij==ip1jm) then
489           allocate(Buffer_send(iip1*ll*(min(jj_end,jjm)-jj_begin+1)))
490           call Pack_Data(Field(ij_begin,1),ij,ll,min(jj_end,jjm)-jj_begin+1,Buffer_send)
491        else
492           write(lunout,*)ij 
493        stop 'erreur dans Gather_Field'
494        endif
495       
496        if (MPI_Rank==rank) then
497          allocate(Buffer_Recv(ij*ll))
498
499!CDIR NOVECTOR
500          do i=0,MPI_Size-1
501             
502            if (ij==ip1jmp1) then
503              Recv_count(i)=(jj_end_para(i)-jj_begin_para(i)+1)*ll*iip1
504            else if (ij==ip1jm) then
505              Recv_count(i)=(min(jj_end_para(i),jjm)-jj_begin_para(i)+1)*ll*iip1
506            else
507              stop 'erreur dans Gather_Field'
508            endif
509                   
510            if (i==0) then
511              displ(i)=0
512            else
513              displ(i)=displ(i-1)+Recv_count(i-1)
514            endif
515           
516          enddo
517         
518        else
519          ! Ehouarn: When in debug mode, ifort complains (for call MPI_GATHERV
520          !          below) about Buffer_Recv() being not allocated.
521          !          So make a dummy allocation.
522          allocate(Buffer_Recv(1))
523        endif ! of if (MPI_Rank==rank)
524 
525!$OMP CRITICAL (MPI)
526#ifdef CPP_MPI
527        call MPI_GATHERV(Buffer_send,(min(ij_end,ij)-ij_begin+1)*ll,MPI_REAL8,   &
528                          Buffer_Recv,Recv_count,displ,MPI_REAL8,rank,COMM_LMDZ,ierr)
529#endif
530!$OMP END CRITICAL (MPI)
531     
532        if (MPI_Rank==rank) then                 
533     
534          if (ij==ip1jmp1) then
535            do i=0,MPI_Size-1
536              call Unpack_Data(Field((jj_begin_para(i)-1)*iip1+1,1),ij,ll,                 &
537                               jj_end_para(i)-jj_begin_para(i)+1,Buffer_Recv(displ(i)+1))
538            enddo
539          else if (ij==ip1jm) then
540            do i=0,MPI_Size-1
541               call Unpack_Data(Field((jj_begin_para(i)-1)*iip1+1,1),ij,ll,                       &
542                               min(jj_end_para(i),jjm)-jj_begin_para(i)+1,Buffer_Recv(displ(i)+1))
543            enddo
544          endif
545        endif
546      ENDIF ! using_mpi
547     
548    end subroutine Gather_Field
549
550
551    subroutine AllGather_Field(Field,ij,ll)
552    implicit none
553#include "dimensions.h"
554#include "paramet.h"   
555#ifdef CPP_MPI
556    include 'mpif.h'
557#endif   
558      INTEGER :: ij,ll
559      REAL, dimension(ij,ll) :: Field
560      INTEGER :: ierr
561     
562      IF (using_mpi) THEN
563        call Gather_Field(Field,ij,ll,0)
564!$OMP CRITICAL (MPI)
565#ifdef CPP_MPI
566      call MPI_BCAST(Field,ij*ll,MPI_REAL8,0,COMM_LMDZ,ierr)
567#endif
568!$OMP END CRITICAL (MPI)
569      ENDIF
570     
571    end subroutine AllGather_Field
572   
573   subroutine Broadcast_Field(Field,ij,ll,rank)
574    implicit none
575#include "dimensions.h"
576#include "paramet.h"   
577#ifdef CPP_MPI
578    include 'mpif.h'
579#endif   
580      INTEGER :: ij,ll
581      REAL, dimension(ij,ll) :: Field
582      INTEGER :: rank
583      INTEGER :: ierr
584     
585      IF (using_mpi) THEN
586     
587!$OMP CRITICAL (MPI)
588#ifdef CPP_MPI
589      call MPI_BCAST(Field,ij*ll,MPI_REAL8,rank,COMM_LMDZ,ierr)
590#endif
591!$OMP END CRITICAL (MPI)
592     
593      ENDIF
594    end subroutine Broadcast_Field
595       
596   
597!  Subroutine verif_hallo(Field,ij,ll,up,down)
598!    implicit none
599!#include "dimensions.h"
600!#include "paramet.h"   
601!    include 'mpif.h'
602!   
603!      INTEGER :: ij,ll
604!      REAL, dimension(ij,ll) :: Field
605!      INTEGER :: up,down
606!     
607!      REAL,dimension(ij,ll): NewField
608!     
609!      NewField=0
610!     
611!      ijb=ij_begin
612!      ije=ij_end
613!      if (pole_nord)
614!      NewField(ij_be       
615
616  end MODULE parallel_lmdz
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.