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Jun 11, 2020, 11:09:43 AM (5 years ago)
Author:
adurocher
Message:

cv3p_mixing_new : modify loops to vectorize math calls

Some local variables have been moved to block constructs to be sure there is no dependencies between loops/iterations.
This might (will) create issues with older intel compilers

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  • LMDZ6/branches/Optimisation_LMDZ/libf/phylmd/cv3p_mixing.f90

    r3715 r3716  
    108108
    109109!local variables:
    110     INTEGER i, j, k, il, im, jm
    111     REAL Smid
    112     REAL                               :: rti, bf2, anum, denom, dei, altem, cwat, stemp
    113     REAL                               :: alt, delp, delm
     110    INTEGER i, j, k, il
    114111    REAL, DIMENSION(nloc, nd)          :: ASij
    115112    REAL, DIMENSION(nloc, nd, nd)      :: Sij
    116     REAL                               :: awat
    117     REAL                               :: cpm        !Mixed draught heat capacity
    118     REAL                               :: Tm         !Mixed draught temperature
    119 
    120     REAL amxupcrit, df, ff
    121     INTEGER nstep
    122 
    123     INTEGER, SAVE                                       :: igout = 1
     113
     114    INTEGER, SAVE                      :: igout = 1
    124115    !$omp THREADPRIVATE(igout)
    125116
     
    183174        DO i = icb(il), inb(il)
    184175          DO j = (icb(il) - 1), inb(il)
    185             rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
    186             bf2 = 1.+lv(il, j)*lv(il, j)*rs(il, j)/(rrv*t(il, j)*t(il, j)*cpd)
    187             IF (cvflag_ice .AND. t(il, j) <= 263.15) THEN
    188               bf2 = 1.+(lf(il, j) + lv(il, j))*(lv(il, j) + frac(il, j)* &
    189                                                 lf(il, j))*rs(il, j)/(rrv*t(il, j)*t(il, j)*cpd)
    190             END IF
    191             anum = h(il, j) - hp(il, i) + (cpv - cpd)*t(il, j)*(rti - rr(il, j))
     176            block
     177              real :: rti, bf2, anum, denom, dei, altem, cwat, stemp
     178
     179              rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
     180              bf2 = 1.+lv(il, j)*lv(il, j)*rs(il, j)/(rrv*t(il, j)*t(il, j)*cpd)
     181              IF (cvflag_ice .AND. t(il, j) <= 263.15) THEN
     182                bf2 = 1.+(lf(il, j) + lv(il, j))*(lv(il, j) + frac(il, j)* &
     183                                                  lf(il, j))*rs(il, j)/(rrv*t(il, j)*t(il, j)*cpd)
     184              END IF
     185              anum = h(il, j) - hp(il, i) + (cpv - cpd)*t(il, j)*(rti - rr(il, j))
    192186            denom = h(il, i) - hp(il, i) + (cpd - cpv)*(rr(il, i) - rti)*t(il, j)
    193187            dei = denom
     
    198192            altem = altem/bf2
    199193            cwat = clw(il, j)*(1.-ep(il, j))
    200             stemp = Sij(il, i, j)
    201             IF ((stemp < 0.0 .OR. stemp > 1.0 .OR. altem > cwat) .AND. j > i) THEN
    202               IF (cvflag_ice) THEN
    203                 anum = anum - (lv(il, j) + frac(il, j)*lf(il, j))*(rti - rs(il, j) - cwat*bf2)
    204                 denom = denom + (lv(il, j) + frac(il, j)*lf(il, j))*(rr(il, i) - rti)
    205               ELSE
    206                 anum = anum - lv(il, j)*(rti - rs(il, j) - cwat*bf2)
    207                 denom = denom + lv(il, j)*(rr(il, i) - rti)
     194              stemp = Sij(il, i, j)
     195              IF ((stemp < 0.0 .OR. stemp > 1.0 .OR. altem > cwat) .AND. j > i) THEN
     196                IF (cvflag_ice) THEN
     197                  anum = anum - (lv(il, j) + frac(il, j)*lf(il, j))*(rti - rs(il, j) - cwat*bf2)
     198                  denom = denom + (lv(il, j) + frac(il, j)*lf(il, j))*(rr(il, i) - rti)
     199                ELSE
     200                  anum = anum - lv(il, j)*(rti - rs(il, j) - cwat*bf2)
     201                  denom = denom + lv(il, j)*(rr(il, i) - rti)
     202                END IF
     203                IF (abs(denom) < 0.01) denom = 0.01
     204                Sij(il, i, j) = anum/denom
     205                altem = Sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-Sij(il, i, j))*rti - rs(il, j)
     206                altem = altem - (bf2 - 1.)*cwat
    208207              END IF
    209               IF (abs(denom) < 0.01) denom = 0.01
    210               Sij(il, i, j) = anum/denom
    211               altem = Sij(il, i, j)*rr(il, i) + (1.-Sij(il, i, j))*rti - rs(il, j)
    212               altem = altem - (bf2 - 1.)*cwat
    213             END IF
    214             IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
    215               Ment(il, i, j) = 1.
    216               elij(il, i, j) = altem
    217               elij(il, i, j) = amax1(0.0, elij(il, i, j))
    218               nent(il, i) = nent(il, i) + 1
    219             END IF
    220 
    221             Sij(il, i, j) = amax1(0.0, Sij(il, i, j))
    222             Sij(il, i, j) = amin1(1.0, Sij(il, i, j))
     208              IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
     209                Ment(il, i, j) = 1.
     210                elij(il, i, j) = altem
     211                elij(il, i, j) = amax1(0.0, elij(il, i, j))
     212                nent(il, i) = nent(il, i) + 1
     213              END IF
     214
     215              Sij(il, i, j) = amax1(0.0, Sij(il, i, j))
     216              Sij(il, i, j) = amin1(1.0, Sij(il, i, j))
     217            end block
    223218          END DO
    224219          IF (nent(il, i) == 0) THEN
     
    280275      DO i = icb(il), inb(il)      !Loop on origin level "i"
    281276        block
    282           real :: signhpmh, Sx, Scrit
    283           real :: smax, sup, Sbef, smin
    284 
    285           signhpmh = sign(1., hp(il, i) - h(il, i))
    286 
    287           rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
    288           IF (cvflag_ice) THEN
    289             anum = h(il, i) - hp(il, i) - (lv(il, i) + frac(il, i)*lf(il, i))* &
    290                    (rti - rs(il, i)) + (cpv - cpd)*t(il, i)*(rti - rr(il, i))
    291             denom = h(il, i) - hp(il, i) + (lv(il, i) + frac(il, i)*lf(il, i))* &
    292                     (rr(il, i) - rti) + (cpd - cpv)*t(il, i)*(rr(il, i) - rti)
    293           ELSE
    294             anum = h(il, i) - hp(il, i) - lv(il, i)*(rti - rs(il, i)) + &
    295                    (cpv - cpd)*t(il, i)*(rti - rr(il, i))
    296             denom = h(il, i) - hp(il, i) + lv(il, i)*(rr(il, i) - rti) + &
    297                     (cpd - cpv)*t(il, i)*(rr(il, i) - rti)
    298           END IF
    299           IF (abs(denom) < 0.01) denom = 0.01
    300           Scrit = min(anum/denom, 1.)
    301           alt = rti - rs(il, i) + Scrit*(rr(il, i) - rti)
    302 
    303           ! Get max of Sij
    304           Sx = max(maxval(Sij(il, i, i + 1:inb(il))), 0., signhpmh)
    305           ! Find new critical value Scrit
    306           ! such that : Sij > Scrit  => mixed draught will detrain at J<I
    307           !             Sij < Scrit  => mixed draught will detrain at J>I
    308           Scrit = min(Scrit, Sx*max(0., -signhpmh)) + Scrit*max(0., signhpmh)
    309 
    310           ! Correction pour la nouvelle logique; la correction pour ALT
    311           ! est un peu au hazard
    312           IF (Scrit <= 0.0) Scrit = 0.0
    313           IF (alt <= 0.0) Scrit = 1.0
    314 
    315           smax = 0.0
     277          real :: signhpmh, Scrit
     278          real :: Sjmin(icb(il)-1:inb(il)), Sjmax(icb(il)-1:inb(il)), Qmixmax(icb(il)-1:inb(il)), Qmixmin(icb(il)-1:inb(il)), Rmixmax(icb(il)-1:inb(il)), Rmixmin(icb(il)-1:inb(il))
     279
     280          block
     281            real :: rti, anum, denom, alt, Sx
     282
     283            signhpmh = sign(1., hp(il, i) - h(il, i))
     284
     285            rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
     286            IF (cvflag_ice) THEN
     287              anum = h(il, i) - hp(il, i) - (lv(il, i) + frac(il, i)*lf(il, i))* &
     288                     (rti - rs(il, i)) + (cpv - cpd)*t(il, i)*(rti - rr(il, i))
     289              denom = h(il, i) - hp(il, i) + (lv(il, i) + frac(il, i)*lf(il, i))* &
     290                      (rr(il, i) - rti) + (cpd - cpv)*t(il, i)*(rr(il, i) - rti)
     291            ELSE
     292              anum = h(il, i) - hp(il, i) - lv(il, i)*(rti - rs(il, i)) + &
     293                     (cpv - cpd)*t(il, i)*(rti - rr(il, i))
     294              denom = h(il, i) - hp(il, i) + lv(il, i)*(rr(il, i) - rti) + &
     295                      (cpd - cpv)*t(il, i)*(rr(il, i) - rti)
     296            END IF
     297            IF (abs(denom) < 0.01) denom = 0.01
     298            Scrit = min(anum/denom, 1.)
     299            alt = rti - rs(il, i) + Scrit*(rr(il, i) - rti)
     300
     301            if (alt <= 0) then
     302              Scrit = 1.0
     303            else
     304              ! Get max of Sij
     305              Sx = max(maxval(Sij(il, i, i + 1:inb(il))), 0., signhpmh)
     306              ! Find new critical value Scrit
     307              ! such that : Sij > Scrit  => mixed draught will detrain at J<I
     308              !             Sij < Scrit  => mixed draught will detrain at J>I
     309              Scrit = max(0., min(Scrit, Sx*max(0., -signhpmh)) + Scrit*max(0., signhpmh))
     310            endif
     311
     312          end block
     313
    316314          ASij(il, i) = 0.0
    317           sup = 0.      ! upper S-value reached by descending draughts
    318 
    319           ! Glitchy : why?
    320           if (i < inb(il)) then
    321             Sbef = Sij(il, i, inb(il))
    322           else
    323             Sbef = max(0., signhpmh)
    324           endif
     315
     316          ! Compute all Sjmax(j) and Sjmin(j)
     317          block
     318            real :: smin, smax, sup, Sbef, Smid
     319            smin = 1
     320            smax = 0.0
     321            sup = 0. ! upper S-value reached by descending draughts
     322            ! Glitchy : why so complicated?
     323            if (i < inb(il)) then
     324              Sbef = Sij(il, i, inb(il))
     325            else
     326              Sbef = max(0., signhpmh)
     327            endif
     328
     329            DO j = (icb(il) - 1), i - 1
     330              IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
     331                Smid = max(Sij(il, i, j), Scrit)
     332                Sjmax(j) = Smid
     333                Sjmin(j) = Smid
     334                IF (Smid > smax .AND. Sij(il, i, j + 1) > Smid) THEN
     335                  smax = Smid
     336                  Sjmax(j) = max((Sij(il, i, j + 1) + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
     337                  Sjmax(j) = max(Sjmax(j), Scrit)
     338                  Sjmin(j) = min((Sbef + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
     339                  Sjmin(j) = max(Sjmin(j), Scrit)
     340                  Sbef = Sij(il, i, j)
     341                END IF
     342                IF (abs(Sjmin(j) - Sjmax(j)) > 1.E-10) &
     343                  sup = max(Sjmin(j), Sjmax(j), sup)
     344              ENDIF
     345            END DO
     346            j = i
     347            IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
     348              Smid = 1.
     349              Sjmin(j) = max((Sij(il, i, j - 1) + Smid)/2., Scrit)*max(0., -signhpmh) + &
     350                         min((Sij(il, i, j + 1) + Smid)/2., Scrit)*max(0., signhpmh)
     351              Sjmin(j) = max(Sjmin(j), sup)
     352              Sjmax(j) = 1.
     353              ! preparation des variables Scrit, Smin et Sbef pour la partie j>i
     354              Scrit = min(Sjmin(j), Sjmax(j), Scrit)
     355              Sbef = max(0., signhpmh)
     356              supmax(il, i) = sign(Scrit, -signhpmh)
     357            ENDIF
     358            DO j = i + 1, inb(il)
     359              IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
     360                Smid = min(Sij(il, i, j), Scrit)
     361                Sjmax(j) = Smid
     362                Sjmin(j) = Smid
     363                IF (Smid < smin .AND. Sij(il, i, j + 1) < Smid) THEN
     364                  smin = min(smin, Smid)
     365                  Sjmax(j) = min((Sij(il, i, j + 1) + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j), Scrit)
     366                  Sjmin(j) = max((Sbef + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
     367                  Sjmin(j) = min(Sjmin(j), Scrit)
     368                  Sbef = Sij(il, i, j)
     369                END IF
     370              ENDIF
     371            END DO
     372          end block
     373
     374          DO j = (icb(il) - 1), inb(il)
     375            Qmixmax(j) = Qmix(Sjmax(j))
     376            Qmixmin(j) = Qmix(Sjmin(j))
     377            Rmixmax(j) = Rmix(Sjmax(j))
     378            Rmixmin(j) = Rmix(Sjmin(j))
     379          END DO
    325380
    326381          DO j = (icb(il) - 1), inb(il) !Loop on destination level "j"
    327382            IF (Sij(il, i, j) > 0.0) THEN
    328383              block
    329                 real :: Sjmax, Sjmin, Qmixmax, Qmixmin, Rmixmax, Rmixmin, sqmrmax, sqmrmin
    330                 ! -----------------------------------------------
    331                 IF (j > i) THEN
    332                   Smid = min(Sij(il, i, j), Scrit)
    333                   Sjmax = Smid
    334                   Sjmin = Smid
    335                   IF (Smid < smin .AND. Sij(il, i, j + 1) < Smid) THEN
    336                     smin = min(smin, Smid)
    337                     Sjmax = min((Sij(il, i, j + 1) + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j), Scrit)
    338                     Sjmin = max((Sbef + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
    339                     Sjmin = min(Sjmin, Scrit)
    340                     Sbef = Sij(il, i, j)
    341                   END IF
    342                 ELSE IF (j == i) THEN
    343                   Smid = 1.
    344                   Sjmin = max((Sij(il, i, j - 1) + Smid)/2., Scrit)*max(0., -signhpmh) + &
    345                           min((Sij(il, i, j + 1) + Smid)/2., Scrit)*max(0., signhpmh)
    346                   Sjmin = max(Sjmin, sup)
    347                   Sjmax = 1.
    348                   ! preparation des variables Scrit, Smin et Sbef pour la partie j>i
    349                   Scrit = min(Sjmin, Sjmax, Scrit)
    350 
    351                   smin = 1.
    352                   Sbef = max(0., signhpmh)
    353                   supmax(il, i) = sign(Scrit, -signhpmh)
    354                 ELSE IF (j < i) THEN
    355                   Smid = max(Sij(il, i, j), Scrit)
    356                   Sjmax = Smid
    357                   Sjmin = Smid
    358                   IF (Smid > smax .AND. Sij(il, i, j + 1) > Smid) THEN
    359                     smax = Smid
    360                     Sjmax = max((Sij(il, i, j + 1) + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
    361                     Sjmax = max(Sjmax, Scrit)
    362                     Sjmin = min((Sbef + Sij(il, i, j))/2., Sij(il, i, j))
    363                     Sjmin = max(Sjmin, Scrit)
    364                     Sbef = Sij(il, i, j)
    365                   END IF
    366                   IF (abs(Sjmin - Sjmax) > 1.E-10) &
    367                     sup = max(Sjmin, Sjmax, sup)
    368                 END IF
    369                 ! -----------------------------------------------
     384                real :: sqmrmax, sqmrmin, cpm, awat, Tm, rti
    370385
    371386                rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
    372                 Qmixmax = Qmix(Sjmax)
    373                 Qmixmin = Qmix(Sjmin)
    374                 Rmixmax = Rmix(Sjmax)
    375                 Rmixmin = Rmix(Sjmin)
    376                 sqmrmax = Sjmax*Qmix(Sjmax) - Rmix(Sjmax)
    377                 sqmrmin = Sjmin*Qmix(Sjmin) - Rmix(Sjmin)
    378 
    379                 Ment(il, i, j) = abs(Qmixmax - Qmixmin)*Ment(il, i, j)
    380                 IF (abs(Qmixmax - Qmixmin) > 1.E-10) THEN
    381                   Sigij(il, i, j) = (sqmrmax - sqmrmin)/(Qmixmax - Qmixmin)
     387
     388                sqmrmax = Sjmax(j)*Qmixmax(j) - Rmixmax(j)
     389                sqmrmin = Sjmin(j)*Qmixmin(j) - Rmixmin(j)
     390
     391                Ment(il, i, j) = abs(Qmixmax(j) - Qmixmin(j))*Ment(il, i, j)
     392                IF (abs(Qmixmax(j) - Qmixmin(j)) > 1.E-10) THEN
     393                  Sigij(il, i, j) = (sqmrmax - sqmrmin)/(Qmixmax(j) - Qmixmin(j))
    382394                ELSE
    383395                  Sigij(il, i, j) = 0.
     
    427439
    428440                ! ASij is the integral of P(F) over the relevant F interval
    429                 ASij(il, i) = ASij(il, i) + abs(Qmixmax*(1.-Sjmax) + Rmixmax - &
    430                                                 Qmixmin*(1.-Sjmin) - Rmixmin)
     441                ASij(il, i) = ASij(il, i) + abs(Qmixmax(j)*(1.-Sjmax(j)) + Rmixmax(j) - &
     442                                                Qmixmin(j)*(1.-Sjmin(j)) - Rmixmin(j))
    431443
    432444                ! If I=J (detrainement and entrainement at the same level), then only the
     
    434446                IF (i == j) THEN
    435447                  rti = qta(il, i - 1) - ep(il, i)*clw(il, i)
    436                   Ment(il, i, i) = abs(Qmixmax*(1.-Sjmax) + Rmixmax - &
    437                                        Qmixmin*(1.-Sjmin) - Rmixmin)
     448                  Ment(il, i, i) = abs(Qmixmax(j)*(1.-Sjmax(j)) + Rmixmax(j) - &
     449                                       Qmixmin(j)*(1.-Sjmin(j)) - Rmixmin(j))
    438450                  Qent(il, i, i) = rti
    439451                  uent(il, i, i) = unk(il)
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.