Branch data Line data Source code
1 : : // *****************************************************************************
2 : : /*!
3 : : \file src/Inciter/Partitioner.cpp
4 : : \copyright 2012-2015 J. Bakosi,
5 : : 2016-2018 Los Alamos National Security, LLC.,
6 : : 2019-2021 Triad National Security, LLC.
7 : : All rights reserved. See the LICENSE file for details.
8 : : \brief Charm++ chare partitioner nodegroup used to perform mesh
9 : : partitioning
10 : : \details Charm++ chare partitioner nodegroup used to perform mesh read and
11 : : partitioning, one worker per compute node.
12 : : */
13 : : // *****************************************************************************
14 : :
15 : : #include <numeric>
16 : :
17 : : #include "Partitioner.hpp"
18 : : #include "DerivedData.hpp"
19 : : #include "Reorder.hpp"
20 : : #include "MeshReader.hpp"
21 : : #include "CGPDE.hpp"
22 : : #include "DGPDE.hpp"
23 : : #include "Inciter/Options/Scheme.hpp"
24 : : #include "UnsMesh.hpp"
25 : : #include "ContainerUtil.hpp"
26 : : #include "Callback.hpp"
27 : :
28 : : namespace inciter {
29 : :
30 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
31 : : extern std::vector< CGPDE > g_cgpde;
32 : : extern std::vector< DGPDE > g_dgpde;
33 : :
34 : : } // inciter::
35 : :
36 : : using inciter::Partitioner;
37 : :
38 : 666 : Partitioner::Partitioner(
39 : : std::size_t meshid,
40 : : const std::string& filename,
41 : : const tk::PartitionerCallback& cbp,
42 : : const tk::RefinerCallback& cbr,
43 : : const tk::SorterCallback& cbs,
44 : : const CProxy_Transporter& host,
45 : : const CProxy_Refiner& refiner,
46 : : const CProxy_Sorter& sorter,
47 : : const tk::CProxy_MeshWriter& meshwriter,
48 : : const std::vector< Scheme >& scheme,
49 : : const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bface,
50 : : const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& faces,
51 : 666 : const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnode ) :
52 : : m_meshid( meshid ),
53 : : m_cbp( cbp ),
54 : : m_cbr( cbr ),
55 : : m_cbs( cbs ),
56 : : m_host( host ),
57 : : m_refiner( refiner ),
58 : : m_sorter( sorter ),
59 : : m_meshwriter( meshwriter ),
60 : : m_scheme( scheme ),
61 : : m_ginpoel(),
62 : : m_coord(),
63 : : m_inpoel(),
64 : : m_lid(),
65 : : m_ndist( 0 ),
66 : : m_nchare( 0 ),
67 : : m_nface(),
68 : : m_chinpoel(),
69 : : m_chcoordmap(),
70 : : m_chbface(),
71 : : m_chtriinpoel(),
72 : : m_chbnode(),
73 : : m_bface( bface ),
74 [ + - ][ + - ]: 666 : m_bnode( bnode )
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ]
75 : : // *****************************************************************************
76 : : // Constructor
77 : : //! \param[in] meshid Mesh ID
78 : : //! \param[in] filename Input mesh filename to read from
79 : : //! \param[in] cbp Charm++ callbacks for Partitioner
80 : : //! \param[in] cbr Charm++ callbacks for Refiner
81 : : //! \param[in] cbs Charm++ callbacks for Sorter
82 : : //! \param[in] host Host Charm++ proxy we are being called from
83 : : //! \param[in] refiner Mesh refiner proxy
84 : : //! \param[in] sorter Mesh reordering (sorter) proxy
85 : : //! \param[in] meshwriter Mesh writer proxy
86 : : //! \param[in] scheme Discretization scheme
87 : : //! \param[in] bface File-internal elem ids of side sets (whole mesh)
88 : : //! \param[in] faces Elem-relative face ids of side sets (whole mesh)
89 : : //! \param[in] bnode Node lists of side sets (whole mesh)
90 : : // *****************************************************************************
91 : : {
92 : : // Create mesh reader
93 [ + - ]: 1332 : tk::MeshReader mr( filename );
94 : :
95 : : // Read this compute node's chunk of the mesh (graph and coords) from file
96 : 1332 : std::vector< std::size_t > triinpoel;
97 [ + - ]: 666 : mr.readMeshPart( m_ginpoel, m_inpoel, triinpoel, m_lid, m_coord,
98 : : CkNumNodes(), CkMyNode() );
99 : :
100 : : // Compute triangle connectivity for side sets, reduce boundary face for side
101 : : // sets to this compute node only and to compute-node-local face ids
102 [ + - ]: 666 : m_triinpoel = mr.triinpoel( m_bface, faces, m_ginpoel, triinpoel );
103 : :
104 : : // Reduce boundary node lists (global ids) for side sets to this compute node
105 : : // only
106 [ + - ]: 666 : ownBndNodes( m_lid, m_bnode );
107 : :
108 : : // Sum number of cells across distributed mesh
109 [ + - ]: 1332 : std::vector< std::size_t > meshdata{ meshid, m_ginpoel.size()/4 };
110 [ + - ]: 666 : contribute( meshdata, CkReduction::sum_ulong, m_cbp.get< tag::load >() );
111 : 666 : }
112 : :
113 : : void
114 : 666 : Partitioner::ownBndNodes(
115 : : const std::unordered_map< std::size_t, std::size_t >& lid,
116 : : std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnode )
117 : : // *****************************************************************************
118 : : // Keep only those nodes for side sets that reside on this compute node
119 : : //! \param[in] lid Global->local node IDs of elements of this compute node's
120 : : //! mesh chunk
121 : : //! \param[in,out] bnode Global ids of nodes for side sets for whole mesh
122 : : //! \details This function overwrites the input boundary node lists map with the
123 : : //! nodes that reside on the caller compute node.
124 : : // *****************************************************************************
125 : : {
126 : 1332 : std::map< int, std::vector< std::size_t > > bnode_own;
127 : :
128 [ + + ]: 1646 : for (const auto& [ setid, nodes ] : bnode) {
129 [ + - ]: 980 : auto& b = bnode_own[ setid ];
130 [ + + ]: 137353 : for (auto n : nodes) {
131 [ + - ]: 136373 : auto i = lid.find( n );
132 [ + + ][ + - ]: 136373 : if (i != end(lid)) b.push_back( n );
133 : : }
134 [ - + ][ - - ]: 980 : if (b.empty()) bnode_own.erase( setid );
135 : : }
136 : :
137 : 666 : bnode = std::move(bnode_own);
138 : 666 : }
139 : :
140 : : void
141 : 666 : Partitioner::partition( int nchare )
142 : : // *****************************************************************************
143 : : // Partition the computational mesh into a number of chares
144 : : //! \param[in] nchare Number of parts the mesh will be partitioned into
145 : : //! \details This function calls the mesh partitioner to partition the mesh. The
146 : : //! number of partitions equals the number nchare argument which must be no
147 : : //! lower than the number of compute nodes.
148 : : // *****************************************************************************
149 : : {
150 [ - + ][ - - ]: 666 : Assert( nchare >= CkNumNodes(), "Number of chares must not be lower than the "
[ - - ][ - - ]
151 : : "number of compute nodes" );
152 : :
153 : : // Generate element IDs for Zoltan
154 [ + - ]: 1332 : std::vector< long > gelemid( m_ginpoel.size()/4 );
155 : 666 : std::iota( begin(gelemid), end(gelemid), 0 );
156 : :
157 : 666 : m_nchare = nchare;
158 : 666 : const auto alg = g_inputdeck.get< tag::selected, tag::partitioner >();
159 : : const auto che = tk::zoltan::geomPartMesh( alg,
160 [ + - ]: 666 : centroids( m_inpoel, m_coord ),
161 : : gelemid,
162 [ + - ]: 666 : nchare );
163 : :
164 [ + + ][ + - ]: 666 : if ( g_inputdeck.get< tag::cmd, tag::feedback >() ) m_host.pepartitioned();
165 : :
166 [ + - ]: 666 : contribute( sizeof(std::size_t), &m_meshid, CkReduction::nop,
167 : 666 : m_cbp.get< tag::partitioned >() );
168 : :
169 [ - + ][ - - ]: 666 : Assert( che.size() == gelemid.size(), "Size of ownership array (chare ID "
[ - - ][ - - ]
170 : : "of elements) after mesh partitioning does not equal the number of "
171 : : "mesh graph elements" );
172 : :
173 : : // Categorize mesh elements (given by their gobal node IDs) by target chare
174 : : // and distribute to their compute nodes based on mesh partitioning.
175 [ + - ][ + - ]: 666 : distribute( categorize( che ) );
176 : 666 : }
177 : :
178 : : void
179 : 2176 : Partitioner::addMesh(
180 : : int fromnode,
181 : : const std::unordered_map< int, // chare id
182 : : std::tuple<
183 : : std::vector< std::size_t >, // tet connectivity
184 : : tk::UnsMesh::CoordMap, // node coords
185 : : std::unordered_map< int, std::vector< std::size_t > >, // bface conn
186 : : std::unordered_map< int, std::vector< std::size_t > > // bnodes
187 : : > >& chmesh )
188 : : // *****************************************************************************
189 : : // Receive mesh associated to chares we own after refinement
190 : : //! \param[in] fromnode Compute node call coming from
191 : : //! \param[in] chmesh Map associating mesh connectivities to global node ids
192 : : //! and node coordinates for mesh chunks we are assigned by the partitioner
193 : : // *****************************************************************************
194 : : {
195 : : // Store mesh connectivity and global node coordinates categorized by chares.
196 : : // The send side also writes to the data written here, so concat.
197 [ + + ]: 10039 : for (const auto& [ chareid, chunk ] : chmesh) {
198 [ + - ][ - + ]: 7863 : Assert( node(chareid) == CkMyNode(), "Compute node "
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
199 : : + std::to_string(CkMyNode()) +
200 : : " received a mesh whose chare it does not own" );
201 : : // Store domain element (tetrahedron) connectivity
202 : 7863 : const auto& inpoel = std::get< 0 >( chunk );
203 [ + - ]: 7863 : auto& inp = m_chinpoel[ chareid ]; // will store tetrahedron connectivity
204 [ + - ]: 7863 : inp.insert( end(inp), begin(inpoel), end(inpoel) );
205 : : // Store mesh node coordinates associated to global node IDs
206 : 7863 : const auto& coord = std::get< 1 >( chunk );
207 [ + - ][ - + ]: 7863 : Assert( tk::uniquecopy(inpoel).size() == coord.size(), "Size mismatch" );
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
208 [ + - ]: 7863 : auto& chcm = m_chcoordmap[ chareid ]; // will store node coordinates
209 [ + - ]: 7863 : chcm.insert( begin(coord), end(coord) ); // concatenate node coords
210 : : // Store boundary side set id + face ids + face connectivities
211 : 7863 : const auto& bconn = std::get< 2 >( chunk );
212 [ + - ]: 7863 : auto& bface = m_chbface[ chareid ]; // for side set id + boundary face ids
213 [ + - ]: 7863 : auto& t = m_chtriinpoel[ chareid ]; // for boundary face connectivity
214 [ + - ]: 7863 : auto& f = m_nface[ chareid ]; // use counter for chare
215 [ + + ]: 14324 : for (const auto& [ setid, faceids ] : bconn) {
216 [ + - ]: 6461 : auto& b = bface[ setid ];
217 [ + + ]: 138873 : for (std::size_t i=0; i<faceids.size()/3; ++i) {
218 [ + - ]: 132412 : b.push_back( f++ );
219 [ + - ]: 132412 : t.push_back( faceids[i*3+0] );
220 [ + - ]: 132412 : t.push_back( faceids[i*3+1] );
221 [ + - ]: 132412 : t.push_back( faceids[i*3+2] );
222 : : }
223 : : }
224 : : // Store boundary side set id + node lists
225 : 7863 : const auto& bnode = std::get< 3 >( chunk );
226 [ + - ]: 7863 : auto& nodes = m_chbnode[ chareid ]; // for side set id + boundary nodes
227 [ + + ]: 10500 : for (const auto& [ setid, bnodes ] : bnode) {
228 [ + - ]: 2637 : auto& b = nodes[ setid ];
229 [ + - ]: 2637 : b.insert( end(b), begin(bnodes), end(bnodes) );
230 : : }
231 : : }
232 : :
233 [ + - ]: 2176 : thisProxy[ fromnode ].recvMesh();
234 : 2176 : }
235 : :
236 : : int
237 : 15726 : Partitioner::node( int id ) const
238 : : // *****************************************************************************
239 : : // Return nodegroup id for chare id
240 : : //! \param[in] id Chare id
241 : : //! \return Nodegroup that creates the chare
242 : : //! \details This is computed based on a simple contiguous linear
243 : : //! distribution of chare ids to compute nodes.
244 : : // *****************************************************************************
245 : : {
246 [ - + ][ - - ]: 15726 : Assert( m_nchare > 0, "Number of chares must be a positive number" );
[ - - ][ - - ]
247 : 15726 : auto p = id / (m_nchare / CkNumNodes());
248 [ + + ]: 15726 : if (p >= CkNumNodes()) p = CkNumNodes()-1;
249 [ - + ][ - - ]: 15726 : Assert( p < CkNumNodes(), "Assigning to nonexistent node" );
[ - - ][ - - ]
250 : 15726 : return p;
251 : : }
252 : :
253 : : void
254 : 2176 : Partitioner::recvMesh()
255 : : // *****************************************************************************
256 : : // Acknowledge received mesh chunk and its nodes after mesh refinement
257 : : // *****************************************************************************
258 : : {
259 [ + + ]: 2176 : if (--m_ndist == 0) {
260 [ + + ]: 566 : if (g_inputdeck.get< tag::cmd, tag::feedback >()) m_host.pedistributed();
261 : 566 : contribute( sizeof(std::size_t), &m_meshid, CkReduction::nop,
262 : 566 : m_cbp.get< tag::distributed >() );
263 : : }
264 : 2176 : }
265 : :
266 : : void
267 : 666 : Partitioner::refine()
268 : : // *****************************************************************************
269 : : // Optionally start refining the mesh
270 : : // *****************************************************************************
271 : : {
272 [ + - ]: 666 : auto dist = distribution( m_nchare );
273 : :
274 : 666 : std::size_t error = 0;
275 [ - + ]: 666 : if (m_chinpoel.size() < static_cast<std::size_t>(dist[1])) {
276 : :
277 : 0 : error = 1;
278 : :
279 : : } else {
280 : :
281 [ + + ]: 2772 : for (int c=0; c<dist[1]; ++c) {
282 : : // compute chare ID
283 : 2106 : auto cid = CkMyNode() * dist[0] + c;
284 : : // create refiner Charm++ chare array element using dynamic insertion
285 [ + - ]: 4212 : m_refiner[ cid ].insert( m_meshid,
286 : 2106 : m_host,
287 : 2106 : m_sorter,
288 : 2106 : m_meshwriter,
289 : 2106 : m_scheme,
290 : 2106 : m_cbr,
291 : 2106 : m_cbs,
292 [ + - ]: 2106 : tk::cref_find(m_chinpoel,cid),
293 [ + - ]: 2106 : tk::cref_find(m_chcoordmap,cid),
294 [ + - ]: 2106 : tk::cref_find(m_chbface,cid),
295 [ + - ]: 2106 : tk::cref_find(m_chtriinpoel,cid),
296 [ + - ][ + - ]: 2106 : tk::cref_find(m_chbnode,cid),
297 : : m_nchare );
298 : : }
299 : :
300 : : }
301 : :
302 : 666 : tk::destroy( m_ginpoel );
303 : 666 : tk::destroy( m_coord );
304 : 666 : tk::destroy( m_inpoel );
305 : 666 : tk::destroy( m_lid );
306 : 666 : tk::destroy( m_nface );
307 : 666 : tk::destroy( m_nodech );
308 : 666 : tk::destroy( m_linnodes );
309 : 666 : tk::destroy( m_chinpoel );
310 : 666 : tk::destroy( m_chcoordmap );
311 : 666 : tk::destroy( m_chbface );
312 : 666 : tk::destroy( m_chtriinpoel );
313 : 666 : tk::destroy( m_chbnode );
314 : 666 : tk::destroy( m_bnodechares );
315 : 666 : tk::destroy( m_bface );
316 : 666 : tk::destroy( m_triinpoel );
317 : 666 : tk::destroy( m_bnode );
318 : :
319 [ + - ]: 1332 : std::vector< std::size_t > meshdata{ m_meshid, error };
320 [ + - ]: 666 : contribute( meshdata, CkReduction::max_ulong, m_cbp.get<tag::refinserted>() );
321 : 666 : }
322 : :
323 : : std::array< std::vector< tk::real >, 3 >
324 : 666 : Partitioner::centroids( const std::vector< std::size_t >& inpoel,
325 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord )
326 : : // *****************************************************************************
327 : : // Compute element centroid coordinates
328 : : //! \param[in] inpoel Mesh connectivity with local ids
329 : : //! \param[in] coord Node coordinates
330 : : //! \return Centroids for all cells on this compute node
331 : : // *****************************************************************************
332 : : {
333 [ - + ][ - - ]: 666 : Assert( tk::uniquecopy(inpoel).size() == coord[0].size(), "Size mismatch" );
[ - - ][ - - ]
334 : :
335 : 666 : const auto& x = coord[0];
336 : 666 : const auto& y = coord[1];
337 : 666 : const auto& z = coord[2];
338 : :
339 : : // Make room for element centroid coordinates
340 : 666 : std::array< std::vector< tk::real >, 3 > cent;
341 : 666 : auto& cx = cent[0];
342 : 666 : auto& cy = cent[1];
343 : 666 : auto& cz = cent[2];
344 : 666 : auto num = inpoel.size()/4;
345 [ + - ]: 666 : cx.resize( num );
346 [ + - ]: 666 : cy.resize( num );
347 [ + - ]: 666 : cz.resize( num );
348 : :
349 : : // Compute element centroids for mesh passed in
350 [ + + ]: 2315342 : for (std::size_t e=0; e<num; ++e) {
351 : 2314676 : auto A = inpoel[e*4+0];
352 : 2314676 : auto B = inpoel[e*4+1];
353 : 2314676 : auto C = inpoel[e*4+2];
354 : 2314676 : auto D = inpoel[e*4+3];
355 : 2314676 : cx[e] = (x[A] + x[B] + x[C] + x[D]) / 4.0;
356 : 2314676 : cy[e] = (y[A] + y[B] + y[C] + y[D]) / 4.0;
357 : 2314676 : cz[e] = (z[A] + z[B] + z[C] + z[D]) / 4.0;
358 : : }
359 : :
360 : 666 : return cent;
361 : : }
362 : :
363 : : std::unordered_map< int, Partitioner::MeshData >
364 : 666 : Partitioner::categorize( const std::vector< std::size_t >& target ) const
365 : : // *****************************************************************************
366 : : // Categorize mesh data by target
367 : : //! \param[in] target Target chares of mesh elements, size: number of
368 : : //! elements in the chunk of the mesh graph on this compute node.
369 : : //! \return Vector of global mesh node ids connecting elements owned by each
370 : : //! target chare.
371 : : // *****************************************************************************
372 : : {
373 [ - + ][ - - ]: 666 : Assert( target.size() == m_ginpoel.size()/4, "Size mismatch");
[ - - ][ - - ]
374 : :
375 : : using Face = tk::UnsMesh::Face;
376 : :
377 : : // Build hash map associating side set id to boundary faces
378 : : std::unordered_map< Face, int,
379 : 1332 : tk::UnsMesh::Hash<3>, tk::UnsMesh::Eq<3> > faceside;
380 [ + + ]: 2559 : for (const auto& [ setid, faceids ] : m_bface)
381 [ + + ]: 309167 : for (auto f : faceids)
382 : 307274 : faceside[ {{ m_triinpoel[f*3+0],
383 : 307274 : m_triinpoel[f*3+1],
384 [ + - ]: 307274 : m_triinpoel[f*3+2] }} ] = setid;
385 : :
386 : : // Build hash map associating side set ids to boundary nodes
387 : 1332 : std::unordered_map< std::size_t, std::unordered_set< int > > nodeside;
388 [ + + ]: 1646 : for (const auto& [ setid, nodes ] : m_bnode)
389 [ + + ]: 105758 : for (auto n : nodes)
390 [ + - ][ + - ]: 104778 : nodeside[ n ].insert( setid );
391 : :
392 : : // Categorize mesh data (tets, node coordinates, and boundary data) by target
393 : : // chare based on which chare the partitioner assigned elements (tets) to
394 : 666 : std::unordered_map< int, MeshData > chmesh;
395 [ + + ]: 2315342 : for (std::size_t e=0; e<target.size(); ++e) {
396 : : // Construct a tetrahedron with global node ids
397 : 2314676 : tk::UnsMesh::Tet t{{ m_ginpoel[e*4+0], m_ginpoel[e*4+1],
398 : 2314676 : m_ginpoel[e*4+2], m_ginpoel[e*4+3] }};
399 : : // Categorize tetrahedron (domain element) connectivity
400 [ + - ]: 2314676 : auto& mesh = chmesh[ static_cast<int>(target[e]) ];
401 : 2314676 : auto& inpoel = std::get< 0 >( mesh );
402 [ + - ]: 2314676 : inpoel.insert( end(inpoel), begin(t), end(t) );
403 : : // Categorize boundary face connectivity
404 : 2314676 : auto& bconn = std::get< 1 >( mesh );
405 : 2314676 : std::array<Face,4> face{{ {{t[0],t[2],t[1]}}, {{t[0],t[1],t[3]}},
406 : 2314676 : {{t[0],t[3],t[2]}}, {{t[1],t[2],t[3]}} }};
407 [ + + ]: 11573380 : for (const auto& f : face) {
408 [ + - ]: 9258704 : auto it = faceside.find( f );
409 [ + + ]: 9258704 : if (it != end(faceside)) {
410 [ + - ]: 307274 : auto& s = bconn[ it->second ];
411 [ + - ]: 307274 : s.insert( end(s), begin(f), end(f) );
412 : : }
413 : : }
414 : : // Categorize boundary node lists
415 : 2314676 : auto& bnode = std::get< 2 >( mesh );
416 [ + + ]: 11573380 : for (const auto& n : t) {
417 [ + - ]: 9258704 : auto it = nodeside.find( n );
418 [ + + ]: 9258704 : if (it != end(nodeside))
419 [ + + ]: 983548 : for (auto s : it->second)
420 [ + - ][ + - ]: 509654 : bnode[ s ].push_back( n );
421 : : }
422 : : }
423 : :
424 : : // Make boundary node lists unique per side set
425 [ + + ]: 10616 : for (auto& c : chmesh)
426 [ + + ]: 13689 : for (auto& n : std::get<2>(c.second))
427 [ + - ]: 3739 : tk::unique( n.second );
428 : :
429 : : // Make sure all compute nodes have target chares assigned
430 [ - + ][ - - ]: 666 : Assert( !chmesh.empty(), "No elements have been assigned to a chare" );
[ - - ][ - - ]
431 : :
432 : : // This check should always be done, hence ErrChk and not Assert, as it
433 : : // can result from particular pathological combinations of (1) too large
434 : : // degree of virtualization, (2) too many compute nodes, and/or (3) too small
435 : : // of a mesh and not due to programmer error.
436 [ + + ]: 10616 : for(const auto& c : chmesh)
437 [ - + ][ - - ]: 9950 : ErrChk( !std::get<0>(c.second).empty(),
[ - - ][ - - ]
438 : : "Overdecomposition of the mesh is too large compared to the "
439 : : "number of work units computed based on the degree of "
440 : : "virtualization desired. As a result, there would be at least "
441 : : "one work unit with no mesh elements to work on, i.e., nothing "
442 : : "to do. Solution 1: decrease the virtualization to a lower "
443 : : "value using the command-line argument '-u'. Solution 2: "
444 : : "decrease the number processing elements (PEs and/or compute "
445 : : "nodes) using the charmrun command-line argument '+pN' where N is "
446 : : "the number of PEs (or in SMP-mode in combination with +ppn to "
447 : : "reduce the number of compute nodes), which implicitly increases "
448 : : "the size (and thus decreases the number) of work units.)" );
449 : :
450 : 1332 : return chmesh;
451 : : }
452 : :
453 : : tk::UnsMesh::CoordMap
454 : 9950 : Partitioner::coordmap( const std::vector< std::size_t >& inpoel )
455 : : // *****************************************************************************
456 : : // Extract coordinates associated to global nodes of a mesh chunk
457 : : //! \param[in] inpoel Mesh connectivity
458 : : //! \return Map storing the coordinates of unique nodes associated to global
459 : : //! node IDs in mesh given by inpoel
460 : : // *****************************************************************************
461 : : {
462 [ - + ][ - - ]: 9950 : Assert( inpoel.size() % 4 == 0, "Incomplete mesh connectivity" );
[ - - ][ - - ]
463 : :
464 : 9950 : tk::UnsMesh::CoordMap map;
465 : :
466 [ + - ][ + + ]: 1701973 : for (auto g : tk::uniquecopy(inpoel)) {
467 [ + - ]: 1692023 : auto i = tk::cref_find( m_lid, g );
468 [ + - ]: 1692023 : auto& c = map[g];
469 : 1692023 : c[0] = m_coord[0][i];
470 : 1692023 : c[1] = m_coord[1][i];
471 : 1692023 : c[2] = m_coord[2][i];
472 : : }
473 : :
474 [ + - ][ - + ]: 9950 : Assert( tk::uniquecopy(inpoel).size() == map.size(), "Size mismatch" );
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
475 : :
476 : 9950 : return map;
477 : : }
478 : :
479 : : void
480 : 666 : Partitioner::distribute( std::unordered_map< int, MeshData >&& mesh )
481 : : // *****************************************************************************
482 : : // Distribute mesh to target compute nodes after mesh partitioning
483 : : //! \param[in] mesh Mesh data categorized by target by target chares
484 : : // *****************************************************************************
485 : : {
486 [ + - ]: 666 : auto dist = distribution( m_nchare );
487 : :
488 : : // Extract mesh data whose chares are on ("owned by") this compute node
489 [ + + ]: 2772 : for (int c=0; c<dist[1]; ++c) {
490 : 2106 : auto chid = CkMyNode() * dist[0] + c; // compute owned chare ID
491 [ + - ]: 2106 : const auto it = mesh.find( chid ); // attempt to find its mesh data
492 [ + + ]: 2106 : if (it != end(mesh)) { // if found
493 : : // Store own tetrahedron connectivity
494 : 2087 : const auto& inpoel = std::get<0>( it->second );
495 [ + - ]: 2087 : auto& inp = m_chinpoel[ chid ]; // will store own mesh connectivity
496 [ + - ]: 2087 : inp.insert( end(inp), begin(inpoel), end(inpoel) );
497 : : // Store own node coordinates
498 [ + - ]: 2087 : auto& chcm = m_chcoordmap[ chid ]; // will store own node coordinates
499 [ + - ]: 4174 : auto cm = coordmap( inpoel ); // extract node coordinates
500 [ + - ]: 2087 : chcm.insert( begin(cm), end(cm) ); // concatenate node coords
501 : : // Store own boundary face connectivity
502 : 2087 : const auto& bconn = std::get<1>( it->second );
503 [ + - ]: 2087 : auto& bface = m_chbface[ chid ]; // will store own boundary faces
504 [ + - ]: 2087 : auto& t = m_chtriinpoel[ chid ]; // wil store own boundary face conn
505 [ + - ]: 2087 : auto& f = m_nface[ chid ]; // use counter for chare
506 [ + + ]: 4568 : for (const auto& [ setid, faceids ] : bconn) {
507 [ + - ]: 2481 : auto& b = bface[ setid ];
508 [ + + ]: 177343 : for (std::size_t i=0; i<faceids.size()/3; ++i) {
509 [ + - ]: 174862 : b.push_back( f++ );
510 [ + - ]: 174862 : t.push_back( faceids[i*3+0] );
511 [ + - ]: 174862 : t.push_back( faceids[i*3+1] );
512 [ + - ]: 174862 : t.push_back( faceids[i*3+2] );
513 : : }
514 : : }
515 : : // Store own boundary node lists
516 : 2087 : const auto& bnode = std::get<2>( it->second );
517 [ + - ]: 2087 : auto& nodes = m_chbnode[ chid ]; // will store own boundary nodes
518 [ + + ]: 3189 : for (const auto& [ setid, nodeids ] : bnode) {
519 [ + - ]: 1102 : auto& b = nodes[ setid ];
520 [ + - ]: 1102 : b.insert( end(b), begin(nodeids), end(nodeids) );
521 : : }
522 : : // Remove chare ID and mesh data
523 [ + - ]: 2087 : mesh.erase( it );
524 : : }
525 [ + - ][ - + ]: 2106 : Assert( mesh.find(chid) == end(mesh), "Not all owned mesh data stored" );
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
526 : : }
527 : :
528 : : // Construct export map associating mesh connectivities with global node
529 : : // indices and node coordinates for mesh chunks associated to chare IDs
530 : : // owned by chares we do not own.
531 : : std::unordered_map< int, // target compute node
532 : : std::unordered_map< int, // chare ID
533 : : std::tuple<
534 : : // (domain-element) tetrahedron connectivity
535 : : std::vector< std::size_t >,
536 : : // (domain) node IDs & coordinates
537 : : tk::UnsMesh::CoordMap,
538 : : // boundary side set + face connectivity
539 : : std::unordered_map< int, std::vector< std::size_t > >,
540 : : // boundary side set + node list
541 : : std::unordered_map< int, std::vector< std::size_t > >
542 : 1332 : > > > exp;
543 : :
544 [ + + ]: 8529 : for (const auto& c : mesh)
545 [ + - ][ + - ]: 7863 : exp[ node(c.first) ][ c.first ] =
[ + - ]
546 [ + - ]: 15726 : std::make_tuple( std::get<0>(c.second),
547 [ + - ]: 15726 : coordmap(std::get<0>(c.second)),
548 : 7863 : std::get<1>(c.second),
549 : 15726 : std::get<2>(c.second) );
550 : :
551 : : // Export chare IDs and mesh we do not own to fellow compute nodes
552 [ + + ]: 666 : if (exp.empty()) {
553 [ - + ][ - - ]: 100 : if ( g_inputdeck.get< tag::cmd, tag::feedback >() ) m_host.pedistributed();
554 [ + - ]: 100 : contribute( sizeof(std::size_t), &m_meshid, CkReduction::nop,
555 : 100 : m_cbp.get< tag::distributed >() );
556 : : } else {
557 : 566 : m_ndist += exp.size();
558 [ + + ]: 2742 : for (const auto& [ targetchare, chunk ] : exp)
559 [ + - ][ + - ]: 2176 : thisProxy[ targetchare ].addMesh( CkMyNode(), chunk );
560 : : }
561 : 666 : }
562 : :
563 : : std::array< int, 2 >
564 : 1332 : Partitioner::distribution( int npart ) const
565 : : // *****************************************************************************
566 : : // Compute chare (partition) distribution
567 : : //! \param[in] npart Total number of chares (partitions) to distribute
568 : : //! \return Chunksize, i.e., number of chares per all compute nodes except the
569 : : //! last one, and the number of chares for this compute node.
570 : : //! \details Chare ids are distributed to compute nodes in a linear continguous
571 : : //! order with the last compute node taking the remainder if the number of
572 : : //! compute nodes is not divisible by the number chares. For example, if
573 : : //! nchare=7 and nnode=3, the chare distribution is node0: 0 1, node1: 2 3,
574 : : //! and node2: 4 5 6. As a result of this distribution, all compute nodes will
575 : : //! have their chare-categorized element connectivity filled with the global
576 : : //! mesh node IDs associated to the Charm++ chare IDs each compute node owns.
577 : : // *****************************************************************************
578 : : {
579 : 1332 : auto chunksize = npart / CkNumNodes();
580 : 1332 : auto mynchare = chunksize;
581 [ + + ]: 1332 : if (CkMyNode() == CkNumNodes()-1) mynchare += npart % CkNumNodes();
582 : 1332 : return {{ chunksize, mynchare }};
583 : : }
584 : :
585 : : #include "NoWarning/partitioner.def.h"
|
