source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 37

Last change on this file since 37 was 33, checked in by smasson, 12 years ago

introduce new ioserver

File size: 36.1 KB
Line 
1MODULE nemogcm
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE nemogcm   ***
4   !! Ocean system   : NEMO GCM (ocean dynamics, on-line tracers, biochemistry and sea-ice)
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  ! 1990-10  (C. Levy, G. Madec)  Original code
7   !!            7.0  ! 1991-11  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec)
8   !!            7.1  ! 1993-03  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec, O. Marti, M. Guyon, A. Lazar,
9   !!                             P. Delecluse, C. Perigaud, G. Caniaux, B. Colot, C. Maes) release 7.1
10   !!             -   ! 1992-06  (L.Terray)  coupling implementation
11   !!             -   ! 1993-11  (M.A. Filiberti) IGLOO sea-ice
12   !!            8.0  ! 1996-03  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec, O. Marti, M. Guyon, A. Lazar,
13   !!                             P. Delecluse, L.Terray, M.A. Filiberti, J. Vialar, A.M. Treguier, M. Levy) release 8.0
14   !!            8.1  ! 1997-06  (M. Imbard, G. Madec)
15   !!            8.2  ! 1999-11  (M. Imbard, H. Goosse)  LIM sea-ice model
16   !!                 ! 1999-12  (V. Thierry, A-M. Treguier, M. Imbard, M-A. Foujols)  OPEN-MP
17   !!                 ! 2000-07  (J-M Molines, M. Imbard)  Open Boundary Conditions  (CLIPPER)
18   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08  (G. Madec)  F90: Free form and modules
19   !!             -   ! 2004-06  (R. Redler, NEC CCRLE, Germany) add OASIS[3/4] coupled interfaces
20   !!             -   ! 2004-08  (C. Talandier) New trends organization
21   !!             -   ! 2005-06  (C. Ethe) Add the 1D configuration possibility
22   !!             -   ! 2005-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
23   !!             -   ! 2006-03  (L. Debreu, C. Mazauric)  Agrif implementation
24   !!             -   ! 2006-04  (G. Madec, R. Benshila)  Step reorganization
25   !!             -   ! 2007-07  (J. Chanut, A. Sellar) Unstructured open boundaries (BDY)
26   !!            3.2  ! 2009-08  (S. Masson)  open/write in the listing file in mpp
27   !!            3.3  ! 2010-05  (K. Mogensen, A. Weaver, M. Martin, D. Lea) Assimilation interface
28   !!             -   ! 2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase
29   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
30   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) decomposition changes for running with CICE
31   !!----------------------------------------------------------------------
32
33   !!----------------------------------------------------------------------
34   !!   nemo_gcm       : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
35   !!   nemo_init      : initialization of the NEMO system
36   !!   nemo_ctl       : initialisation of the contol print
37   !!   nemo_closefile : close remaining open files
38   !!   nemo_alloc     : dynamical allocation
39   !!   nemo_partition : calculate MPP domain decomposition
40   !!   factorise      : calculate the factors of the no. of MPI processes
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   USE step_oce        ! module used in the ocean time stepping module
43   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
44   USE cla             ! cross land advection               (tra_cla routine)
45   USE domcfg          ! domain configuration               (dom_cfg routine)
46   USE mppini          ! shared/distributed memory setting (mpp_init routine)
47   USE domain          ! domain initialization             (dom_init routine)
48   USE obcini          ! open boundary cond. initialization (obc_ini routine)
49   USE bdyini          ! open boundary cond. initialization (bdy_init routine)
50   USE bdydta          ! open boundary cond. initialization (bdy_dta_init routine)
51   USE bdytides        ! open boundary cond. initialization (tide_init routine)
52   USE istate          ! initial state setting          (istate_init routine)
53   USE ldfdyn          ! lateral viscosity setting      (ldfdyn_init routine)
54   USE ldftra          ! lateral diffusivity setting    (ldftra_init routine)
55   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
56   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
57   USE trdmod          ! momentum/tracers trends       (trd_mod_init routine)
58   USE asmtrj          ! writing out state trajectory
59   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
60   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
61   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
62   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
63#if defined key_oasis3
64   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
65#elif defined key_oasis4
66   USE cpl_oasis4      ! OASIS4 coupling (not working)
67#endif
68   USE c1d             ! 1D configuration
69   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
70#if defined key_top
71   USE trcini          ! passive tracer initialisation
72#endif
73   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
74#if defined key_iomput
75   USE xios
76#endif
77
78   IMPLICIT NONE
79   PRIVATE
80
81   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
82   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
83
84   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
85
86   !!----------------------------------------------------------------------
87   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
88   !! $Id: nemogcm.F90 3289 2012-01-27 14:37:34Z rblod $
89   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
90   !!----------------------------------------------------------------------
91CONTAINS
92
93   SUBROUTINE nemo_gcm
94      !!----------------------------------------------------------------------
95      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
96      !!
97      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
98      !!              curvilinear mesh on the sphere.
99      !!
100      !! ** Method  : - model general initialization
101      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
102      !!              - finalize the run by closing files and communications
103      !!
104      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
105      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
106      !!----------------------------------------------------------------------
107      INTEGER ::   istp       ! time step index
108      !!----------------------------------------------------------------------
109      !
110#if defined key_agrif
111      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
112#endif
113
114      !                            !-----------------------!
115      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
116      !                            !-----------------------!
117#if defined key_agrif
118      CALL Agrif_Declare_Var       ! AGRIF: set the meshes
119# if defined key_top
120      CALL Agrif_Declare_Var_Top   ! AGRIF: set the meshes
121# endif
122#endif
123      ! check that all process are still there... If some process have an error,
124      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
125      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
126
127      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
128
129      !                            !-----------------------!
130      !                            !==   time stepping   ==!
131      !                            !-----------------------!
132      istp = nit000
133#if defined key_c1d
134         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
135            CALL stp_c1d( istp )
136            istp = istp + 1
137         END DO
138#else
139          IF( lk_asminc ) THEN
140             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
141             IF( ln_trjwri ) CALL asm_trj_wri( nit000 - 1 )    ! Output trajectory fields
142             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
143                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
144                IF( ln_dyninc ) THEN
145                   CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
146                   IF ( ln_asmdin ) CALL ssh_wzv ( nit000 - 1 )      ! update vertical velocity
147                ENDIF
148                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
149             ENDIF
150          ENDIF
151       
152         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
153#if defined key_agrif
154            CALL Agrif_Step( stp )           ! AGRIF: time stepping
155#else
156            CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
157#endif
158            istp = istp + 1
159            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
160         END DO
161#endif
162
163      IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
164       
165      !                            !------------------------!
166      !                            !==  finalize the run  ==!
167      !                            !------------------------!
168      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
169      !
170      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
171         WRITE(numout,cform_err)
172         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found' 
173      ENDIF
174      !
175#if defined key_agrif
176      CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()
177      IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
178      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
179      CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()
180#endif
181      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
182      !
183      CALL nemo_closefile
184#if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
185      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
186#else
187# if defined key_iomput
188      IF( Agrif_Root() ) THEN
189         CALL xios_finalize             ! end mpp communications
190      ENDIF
191# else
192      IF( lk_mpp )   CALL mppstop       ! end mpp communications
193# endif
194#endif
195      !
196   END SUBROUTINE nemo_gcm
197
198
199   SUBROUTINE nemo_init
200      !!----------------------------------------------------------------------
201      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
202      !!
203      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
204      !!----------------------------------------------------------------------
205      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
206      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
207      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
208      !!
209      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
210         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
211         &             nn_bench, nn_timing
212      !!----------------------------------------------------------------------
213      !
214      cltxt = ''
215      !
216      !                             ! open Namelist file
217      CALL ctl_opn( numnam, 'namelist', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
218      !
219      READ( numnam, namctl )        ! Namelist namctl : Control prints & Benchmark
220      !
221      !                             !--------------------------------------------!
222      !                             !  set communicator & select the local node  !
223      !                             !--------------------------------------------!
224#if defined key_iomput
225      IF( Agrif_Root() ) THEN
226# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
227         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )      ! nemo local communicator given by oasis
228         CALL xios_initialize( "oceanx",local_comm=ilocal_comm )
229# else
230         CALL  xios_initialize( "nemo",return_comm=ilocal_comm ) 
231# endif
232      ENDIF
233      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection
234#else
235# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
236      IF( Agrif_Root() ) THEN
237         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )                 ! nemo local communicator given by oasis
238      ENDIF
239      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection (control print return in cltxt)
240# else
241      ilocal_comm = 0
242      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop )                 ! Nodes selection (control print return in cltxt)
243# endif
244#endif
245      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
246
247      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
248
249      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
250      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
251      IF( (jpni < 1) .OR. (jpnj < 1) )THEN
252#if   defined key_mpp_mpi
253         IF( Agrif_Root() ) CALL nemo_partition(mppsize)
254#else
255         jpni  = 1
256         jpnj  = 1
257         jpnij = jpni*jpnj
258#endif
259      END IF
260
261      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
262      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather
263      ! than variables
264      IF( Agrif_Root() ) THEN
265         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
266#if defined key_nemocice_decomp
267         jpj = ( jpjglo+1-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj ! second dim.
268#else
269         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
270#endif
271         jpk = jpkdta                                             ! third dim
272         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
273         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
274         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
275         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
276      ENDIF
277
278      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
279         !
280         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
281         !
282         WRITE(numout,*)
283         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
284         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
285         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
286         WRITE(numout,*) '                  version 3.4  (2011) '
287         WRITE(numout,*)
288         WRITE(numout,*)
289         DO ji = 1, SIZE(cltxt) 
290            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
291         END DO
292         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
293         !
294      ENDIF
295
296      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
297      ! allocate arrays
298      CALL nemo_alloc()
299
300      !                             !-------------------------------!
301      !                             !  NEMO general initialization  !
302      !                             !-------------------------------!
303
304      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
305
306      !                                      ! Domain decomposition
307      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
308      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
309      ENDIF
310      !
311      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
312      !
313      !                                      ! General initialization
314                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
315                            CALL     eos_init   ! Equation of state
316                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
317                            CALL     dom_init   ! Domain
318
319      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
320
321      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
322
323      IF( lk_obc        )   CALL     obc_init   ! Open boundaries
324      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init       ! Open boundaries initialisation
325      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
326      IF( lk_bdy        )   CALL     tide_init      ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
327
328                            CALL flush(numout)
329                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
330                            CALL flush(numout)
331
332                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
333
334      !                                     ! Ocean physics
335                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module
336      !                                         ! Vertical physics
337                            CALL     zdf_init      ! namelist read
338                            CALL zdf_bfr_init      ! bottom friction
339      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric_init      ! Richardson number dependent Kz
340      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke_init      ! TKE closure scheme
341      IF( lk_zdfgls     )   CALL zdf_gls_init      ! GLS closure scheme
342      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp_init      ! KPP closure scheme
343      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
344      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   & 
345         &                  CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
346      !                                         ! Lateral physics
347                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
348                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
349      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
350
351      !                                     ! Active tracers
352                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
353                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
354      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
355      IF( ln_tradmp     )   CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends
356                            CALL tra_adv_init   ! horizontal & vertical advection
357                            CALL tra_ldf_init   ! lateral mixing
358                            CALL tra_zdf_init   ! vertical mixing and after tracer fields
359
360      !                                     ! Dynamics
361                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
362                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
363                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
364                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
365                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
366                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
367                           
368      !                                     ! Misc. options
369      IF( nn_cla == 1   )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
370     
371#if defined key_top
372      !                                     ! Passive tracers
373                            CALL     trc_init
374#endif
375      !                                     ! Diagnostics
376      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
377                            CALL     iom_init   ! iom_put initialization
378      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
379                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
380      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
381                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
382                            CALL trd_mod_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
383      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
384                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
385                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
386      ENDIF     
387      !                                     ! Assimilation increments
388      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
389      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
390      !
391   END SUBROUTINE nemo_init
392
393
394   SUBROUTINE nemo_ctl
395      !!----------------------------------------------------------------------
396      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
397      !!
398      !! ** Purpose :   control print setting
399      !!
400      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
401      !!----------------------------------------------------------------------
402      !
403      IF(lwp) THEN                  ! control print
404         WRITE(numout,*)
405         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
406         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
407         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
408         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
409         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
410         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
411         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
412         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
413         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
414         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
415         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
416         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
417      ENDIF
418      !
419      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
420      nictls    = nn_ictls
421      nictle    = nn_ictle
422      njctls    = nn_jctls
423      njctle    = nn_jctle
424      isplt     = nn_isplt
425      jsplt     = nn_jsplt
426      nbench    = nn_bench
427      !                             ! Parameter control
428      !
429      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
430         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
431            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
432         ELSE
433            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
434               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
435                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
436            ENDIF
437            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
438         ENDIF
439         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
440         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
441         !
442         !                              ! indices used for the SUM control
443         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
444            lsp_area = .FALSE.                       
445         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
446            lsp_area = .TRUE.
447            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
448               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
449               nictls = 1
450            ENDIF
451            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
452               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
453               nictle = jpiglo
454            ENDIF
455            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
456               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
457               njctls = 1
458            ENDIF
459            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
460               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
461               njctle = jpjglo
462            ENDIF
463         ENDIF
464      ENDIF
465      !
466      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
467         SELECT CASE ( cp_cfg )
468         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
469         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
470            &                                 ' key_gyre must be used or set nbench = 0' )
471         END SELECT
472      ENDIF
473      !
474      IF( lk_c1d .AND. .NOT.lk_iomput )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The 1D configuration must be used ',   &
475         &                                               'with the IOM Input/Output manager. '         ,   &
476         &                                               'Compile with key_iomput enabled' )
477      !
478   END SUBROUTINE nemo_ctl
479
480
481   SUBROUTINE nemo_closefile
482      !!----------------------------------------------------------------------
483      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
484      !!
485      !! ** Purpose :   Close the files
486      !!----------------------------------------------------------------------
487      !
488      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
489      !
490      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
491      !
492      IF( numstp      /= -1 )   CLOSE( numstp      )   ! time-step file
493      IF( numsol      /= -1 )   CLOSE( numsol      )   ! solver file
494      IF( numnam      /= -1 )   CLOSE( numnam      )   ! oce namelist
495      IF( numnam_ice  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice  )   ! ice namelist
496      IF( numevo_ice  /= -1 )   CLOSE( numevo_ice  )   ! ice variables (temp. evolution)
497      IF( numout      /=  6 )   CLOSE( numout      )   ! standard model output file
498      IF( numdct_vol  /= -1 )   CLOSE( numdct_vol  )   ! volume transports
499      IF( numdct_heat /= -1 )   CLOSE( numdct_heat )   ! heat transports
500      IF( numdct_salt /= -1 )   CLOSE( numdct_salt )   ! salt transports
501
502      !
503      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
504      !
505   END SUBROUTINE nemo_closefile
506
507
508   SUBROUTINE nemo_alloc
509      !!----------------------------------------------------------------------
510      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
511      !!
512      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
513      !!
514      !! ** Method  :
515      !!----------------------------------------------------------------------
516      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
517      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
518      USE ldfdyn_oce, ONLY: ldfdyn_oce_alloc
519      USE ldftra_oce, ONLY: ldftra_oce_alloc
520      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
521      !
522      INTEGER :: ierr
523      !!----------------------------------------------------------------------
524      !
525      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
526      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
527      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
528      ierr = ierr + ldfdyn_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : dynamics
529      ierr = ierr + ldftra_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : tracers
530      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
531      !
532      ierr = ierr + lib_mpp_alloc   (numout)    ! mpp exchanges
533      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
534      !
535      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
536      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
537      !
538   END SUBROUTINE nemo_alloc
539
540
541   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
542      !!----------------------------------------------------------------------
543      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
544      !!
545      !! ** Purpose :   
546      !!
547      !! ** Method  :
548      !!----------------------------------------------------------------------
549      INTEGER, INTENT(in) :: num_pes ! The number of MPI processes we have
550      !
551      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
552      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
553      INTEGER :: ierr  ! Error flag
554      INTEGER :: ji
555      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
556      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
557      !!----------------------------------------------------------------------
558
559      ierr = 0
560
561      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
562
563      IF( nfact <= 1 ) THEN
564         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
565         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
566         jpnj = 1
567         jpni = num_pes
568      ELSE
569         ! Search through factors for the pair that are closest in value
570         mindiff = 1000000
571         imin    = 1
572         DO ji = 1, nfact-1, 2
573            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
574            IF( idiff < mindiff ) THEN
575               mindiff = idiff
576               imin = ji
577            ENDIF
578         END DO
579         jpnj = ifact(imin)
580         jpni = ifact(imin + 1)
581      ENDIF
582      !
583      jpnij = jpni*jpnj
584      !
585   END SUBROUTINE nemo_partition
586
587
588   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
589      !!----------------------------------------------------------------------
590      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
591      !!
592      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
593      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
594      !!                maximum dimension kmaxfax.
595      !! ** Method  :
596      !!----------------------------------------------------------------------
597      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
598      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
599      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
600      !
601      INTEGER :: ifac, jl, inu
602      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
603      INTEGER :: ilfax(ntest)
604
605      ! lfax contains the set of allowed factors.
606      data (ilfax(jl),jl=1,ntest) / 16384, 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256,  &
607         &                            128,   64,   32,   16,    8,   4,   2  /
608      !!----------------------------------------------------------------------
609
610      ! Clear the error flag and initialise output vars
611      kerr = 0
612      kfax = 1
613      knfax = 0
614
615      ! Find the factors of n.
616      IF( kn == 1 )   GOTO 20
617
618      ! nu holds the unfactorised part of the number.
619      ! knfax holds the number of factors found.
620      ! l points to the allowed factor list.
621      ! ifac holds the current factor.
622
623      inu   = kn
624      knfax = 0
625
626      DO jl = ntest, 1, -1
627         !
628         ifac = ilfax(jl)
629         IF( ifac > inu )   CYCLE
630
631         ! Test whether the factor will divide.
632
633         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
634            !
635            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
636            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
637               kerr = 6
638               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
639               return
640            ENDIF
641            kfax(knfax) = ifac
642            ! Store the other factor that goes with this one
643            knfax = knfax + 1
644            kfax(knfax) = inu / ifac
645            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
646         ENDIF
647         !
648      END DO
649
650   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
651      !
652   END SUBROUTINE factorise
653
654#if defined key_mpp_mpi
655   SUBROUTINE nemo_northcomms
656      !!======================================================================
657      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
658      !! nemo_northcomms    :  Setup for north fold exchanges with explicit peer to peer messaging
659      !!=====================================================================
660      !!----------------------------------------------------------------------
661      !!
662      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
663      !!----------------------------------------------------------------------
664      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
665      !!----------------------------------------------------------------------
666
667      INTEGER ::   ji, jj, jk, ij, jtyp    ! dummy loop indices
668      INTEGER ::   ijpj                    ! number of rows involved in north-fold exchange
669      INTEGER ::   northcomms_alloc        ! allocate return status
670      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION ( :,: ) ::   znnbrs     ! workspace
671      LOGICAL,  ALLOCATABLE, DIMENSION ( : )   ::   lrankset   ! workspace
672
673      IF(lwp) WRITE(numout,*)
674      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'nemo_northcomms : Initialization of the northern neighbours lists'
675      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
676
677      !!----------------------------------------------------------------------
678      ALLOCATE( znnbrs(jpi,jpj), stat = northcomms_alloc )
679      ALLOCATE( lrankset(jpnij), stat = northcomms_alloc )
680      IF( northcomms_alloc /= 0 ) THEN
681         WRITE(numout,cform_war)
682         WRITE(numout,*) 'northcomms_alloc : failed to allocate arrays'
683         CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_northcomms : unable to allocate temporary arrays' )
684      ENDIF
685      nsndto = 0
686      isendto = -1
687      ijpj   = 4
688      !
689      ! This routine has been called because ln_nnogather has been set true ( nammpp )
690      ! However, these first few exchanges have to use the mpi_allgather method to
691      ! establish the neighbour lists to use in subsequent peer to peer exchanges.
692      ! Consequently, set l_north_nogather to be false here and set it true only after
693      ! the lists have been established.
694      !
695      l_north_nogather = .FALSE.
696      !
697      ! Exchange and store ranks on northern rows
698
699      DO jtyp = 1,4
700
701         lrankset = .FALSE.
702         znnbrs = narea
703         SELECT CASE (jtyp)
704            CASE(1)
705               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'T', 1. )      ! Type 1: T,W-points
706            CASE(2)
707               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'U', 1. )      ! Type 2: U-point
708            CASE(3)
709               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'V', 1. )      ! Type 3: V-point
710            CASE(4)
711               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'F', 1. )      ! Type 4: F-point
712         END SELECT
713
714         IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
715            DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
716               ij = jj - nlcj + ijpj
717               DO ji = 1,jpi
718                  IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
719               &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
720               END DO
721            END DO
722
723            DO jj = 1,jpnij
724               IF ( lrankset(jj) ) THEN
725                  nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
726                  IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
727                     CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
728                  &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
729                  ENDIF
730                  isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
731               ENDIF
732            END DO
733         ENDIF
734
735      END DO
736
737      !
738      ! Type 5: I-point
739      !
740      ! ICE point exchanges may involve some averaging. The neighbours list is
741      ! built up using two exchanges to ensure that the whole stencil is covered.
742      ! lrankset should not be reset between these 'J' and 'K' point exchanges
743
744      jtyp = 5
745      lrankset = .FALSE.
746      znnbrs = narea 
747      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'J', 1. ) ! first ice U-V point
748
749      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
750         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
751            ij = jj - nlcj + ijpj
752            DO ji = 1,jpi
753               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
754            &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
755         END DO
756        END DO
757      ENDIF
758
759      znnbrs = narea 
760      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'K', 1. ) ! second ice U-V point
761
762      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt )) THEN
763         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
764            ij = jj - nlcj + ijpj
765            DO ji = 1,jpi
766               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND.  INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
767            &       lrankset( INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
768            END DO
769         END DO
770
771         DO jj = 1,jpnij
772            IF ( lrankset(jj) ) THEN
773               nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
774               IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
775                  CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
776               &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
777               ENDIF
778               isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
779            ENDIF
780         END DO
781         !
782         ! For northern row areas, set l_north_nogather so that all subsequent exchanges
783         ! can use peer to peer communications at the north fold
784         !
785         l_north_nogather = .TRUE.
786         !
787      ENDIF
788      DEALLOCATE( znnbrs )
789      DEALLOCATE( lrankset )
790
791   END SUBROUTINE nemo_northcomms
792#else
793   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
794      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
795   END SUBROUTINE nemo_northcomms
796#endif
797   !!======================================================================
798END MODULE nemogcm
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.