物理侧 MPI data/transfer 组

输入范围

LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\phy_common\mod_phys_lmdz_mpi_data.F90
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\phy_common\mod_phys_lmdz_mpi_transfert.F90

文件定位

mod_phys_lmdz_mpi_data.F90 保存物理侧 MPI decomposition：当前 rank 的经纬向范围、物理列范围、极点所有权、MPI communicator 和 datatype。mod_phys_lmdz_mpi_transfert.F90 在这些分布表之上提供广播、scatter/gather、二维 scatter/gather、reduce 和 1D/2D 网格互转的泛型 MPI 包装。

Mars 运行参与度

条件经过：Mars 或 COMMON 物理侧启用 MPI 物理分布和 transfer 包装时经过；串行构建通过上层抽象绕过或退化。

文件和符号

MPI data 初始化

init_phys_lmdz_mpi_data(nbp,nbp_lon,nbp_lat,communicator) 的核心步骤：

1. 计算全局物理列数：1D 时 klon_glo=1，否则 klon_glo=nbp_lon*(nbp_lat-2)+2。
2. 若启用 MPI，从 COMM_LMDZ_PHY 读取 mpi_size/mpi_rank，设置 MPI_REAL_LMDZ=MPI_REAL8；否则设为单 rank。
3. MPI_ALLGATHER 收集每个 rank 的 nbp，得到 klon_mpi_para_nb。
4. 由累计列数计算 klon_mpi_para_begin/end。
5. 通过偏移 +nbp_lon-1 将一维列范围换算为 ij_para_begin/end、jj_para_begin/end、ii_para_begin/end。
6. 将本 rank 的范围写入 ii_begin/ii_end/jj_begin/jj_end/jj_nb/klon_mpi_begin/klon_mpi_end/klon_mpi。

MPI transfer 接口族

mod_phys_lmdz_mpi_transfert 定义多个 Fortran 泛型接口。常用族：

• bcast_mpi_*：使用 MPI_BCAST，root 是 mpi_master。
• scatter_mpi_*：root 将全局 klon_glo 字段按 klon_mpi_para_begin/end 打包后 MPI_SCATTERV。
• gather_mpi_*：用 MPI_GATHERV 收回，再按分布表解包到全局 klon_glo 字段。
• reduce_sum_mpi_*：使用 MPI_REDUCE(..., MPI_SUM, mpi_master, COMM_LMDZ_PHY)。
• grid1dTo2d_mpi_* / grid2dTo1d_mpi_*：在本 rank 的 jj_nb 局部二维块和 klon_mpi 一维列之间转换。

接口覆盖 integer、real、logical；广播还覆盖 character。数组维数通常支持标量到 3/4 维包装，内部用 dimsize 展平附加维度。

复现要点

• 物理一维列去掉重复极点经度，MPI 分布以 klon_mpi_para_* 为准。
• scatter_mpi_* 和 gather_mpi_* 的 counts/displs 不是简单等长，由每个 rank 的 klon_mpi_para_nb 决定。
• 局部 1D/2D 转换使用 ii_begin/jj_nb，边缘纬向行可能是局部部分行。
• 本页是组页；mod_phys_lmdz_mpi_transfert.F90 的逐个泛型过程细节已由 mod_phys_lmdz_mpi_transfert 展开。

待确认

• communicator 与动力侧 COMM_LMDZ 的具体来源需结合物理初始化入口确认。
• MPI transfer 大文件如需逐过程审计，应由 重点页 单独展开。

相关页面

• phy_common 总览
• mod_phys_lmdz_para
• physics_distribution_mod
• 物理侧几何/经纬网格/垂直层
• transfert_para 上层 wrapper
• mod_phys_lmdz_mpi_transfert
• phys-transfer-mpi-core
• phys-transfer-omp-core