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nemogcm.F90 in branches/2012/dev_MERCATOR_2012_rev3555/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/2012/dev_MERCATOR_2012_rev3555/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 3583

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