source: NEMO/branches/2020/dev_12905_xios_restart/src/OCE/IOM/restart.F90 @ 12950

Last change on this file since 12950 was 12950, checked in by andmirek, 5 months ago

Ticket #2462: new XIOS restart read/write interfaces

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 15.5 KB
Line 
1MODULE restart
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  restart  ***
4   !! Ocean restart :  write the ocean restart file
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  !  1999-11  (M. Imbard)  Original code
7   !!   NEMO     1.0  !  2002-08  (G. Madec)  F90: Free form
8   !!            2.0  !  2006-07  (S. Masson)  use IOM for restart
9   !!            3.3  !  2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  modified LF-RA
10   !!            - -  !  2010-10  (C. Ethe, G. Madec) TRC-TRA merge (T-S in 4D)
11   !!            3.7  !  2014-01  (G. Madec) suppression of curl and hdiv from the restart
12   !!             -   !  2014-12  (G. Madec) remove KPP scheme
13   !!----------------------------------------------------------------------
14
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   rst_opn    : open the ocean restart file
17   !!   rst_write  : write the ocean restart file
18   !!   rst_read   : read the ocean restart file
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
21   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
22   USE sbc_ice         ! only lk_si3
23   USE phycst          ! physical constants
24   USE eosbn2          ! equation of state            (eos bn2 routine)
25   USE trdmxl_oce      ! ocean active mixed layer tracers trends variables
26   !
27   USE in_out_manager  ! I/O manager
28   USE iom             ! I/O module
29   USE diu_bulk
30   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
35   PUBLIC   rst_opn         ! routine called by step module
36   PUBLIC   rst_write       ! routine called by step module
37   PUBLIC   rst_read        ! routine called by istate module
38   PUBLIC   rst_read_open   ! routine called in rst_read and (possibly) in dom_vvl_init
39
40   !!----------------------------------------------------------------------
41   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
42   !! $Id$
43   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
44   !!----------------------------------------------------------------------
45CONTAINS
46
47   SUBROUTINE rst_opn( kt )
48      !!---------------------------------------------------------------------
49      !!                   ***  ROUTINE rst_opn  ***
50      !!                     
51      !! ** Purpose : + initialization (should be read in the namelist) of nitrst
52      !!              + open the restart when we are one time step before nitrst
53      !!                   - restart header is defined when kt = nitrst-1
54      !!                   - restart data  are written when kt = nitrst
55      !!              + define lrst_oce to .TRUE. when we need to define or write the restart
56      !!----------------------------------------------------------------------
57      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step
58      !!
59      CHARACTER(LEN=20)   ::   clkt     ! ocean time-step deine as a character
60      CHARACTER(LEN=50)   ::   clname   ! ocean output restart file name
61      CHARACTER(lc)       ::   clpath   ! full path to ocean output restart file
62      CHARACTER(LEN=52)   ::   clpname   ! ocean output restart file name including prefix for AGRIF
63      CHARACTER(LEN=256)  ::   clinfo    ! info character
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      !
66      IF( kt == nit000 ) THEN   ! default definitions
67         lrst_oce = .FALSE.   
68         IF( ln_rst_list ) THEN
69            nrst_lst = 1
70            nitrst = nn_stocklist( nrst_lst )
71         ELSE
72            nitrst = nitend
73         ENDIF
74      ENDIF
75     
76      IF( .NOT. ln_rst_list .AND. nn_stock == -1 )   RETURN   ! we will never do any restart
77
78      ! frequency-based restart dumping (nn_stock)
79      IF( .NOT. ln_rst_list .AND. MOD( kt - 1, nn_stock ) == 0 ) THEN   
80         ! we use kt - 1 and not kt - nit000 to keep the same periodicity from the beginning of the experiment
81         nitrst = kt + nn_stock - 1                  ! define the next value of nitrst for restart writing
82         IF( nitrst > nitend )   nitrst = nitend   ! make sure we write a restart at the end of the run
83      ENDIF
84      ! to get better performances with NetCDF format:
85      ! we open and define the ocean restart file one time step before writing the data (-> at nitrst - 1)
86      ! except if we write ocean restart files every time step or if an ocean restart file was writen at nitend - 1
87      IF( kt == nitrst - 1 .OR. nn_stock == 1 .OR. ( kt == nitend .AND. .NOT. lrst_oce ) ) THEN
88         IF( nitrst <= nitend .AND. nitrst > 0 ) THEN 
89            ! beware of the format used to write kt (default is i8.8, that should be large enough...)
90            IF( nitrst > 999999999 ) THEN   ;   WRITE(clkt, *       ) nitrst
91            ELSE                            ;   WRITE(clkt, '(i8.8)') nitrst
92            ENDIF
93            ! create the file
94            clname = TRIM(cexper)//"_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))//"_"//TRIM(cn_ocerst_out)
95            clpath = TRIM(cn_ocerst_outdir)
96            IF( clpath(LEN_TRIM(clpath):) /= '/' ) clpath = TRIM(clpath) // '/'
97            IF(lwp) THEN
98               WRITE(numout,*)
99               IF(.NOT.lwxios) THEN
100                  WRITE(numout,*) '             open ocean restart NetCDF file: ',TRIM(clpath)//TRIM(clname)
101                  IF ( snc4set%luse )      WRITE(numout,*) '             opened for NetCDF4 chunking and compression'
102                  IF( kt == nitrst - 1 ) THEN   ;   WRITE(numout,*) '             kt = nitrst - 1 = ', kt
103                  ELSE                          ;   WRITE(numout,*) '             kt = '             , kt
104                  ENDIF
105               ENDIF
106            ENDIF
107            !
108            IF(.NOT.lwxios) THEN
109               CALL iom_open( TRIM(clpath)//TRIM(clname), numrow, ldwrt = .TRUE. )
110            ELSE
111#if defined key_iomput
112               cwxios_context = "rstw_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))
113               IF( TRIM(Agrif_CFixed()) == '0' ) THEN
114                  clpname = clname
115               ELSE
116                  clpname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//clname   
117               ENDIF
118               CALL iom_init( cwxios_context, TRIM(clpath)//TRIM(clpname), .false., ld_closedef = .FALSE. )
119               CALL iom_swap(      cxios_context          )
120#else
121               clinfo = 'Can not use XIOS in rst_opn'
122               CALL ctl_stop(TRIM(clinfo))
123#endif
124            ENDIF
125            lrst_oce = .TRUE.
126         ENDIF
127      ENDIF
128      !
129   END SUBROUTINE rst_opn
130
131
132   SUBROUTINE rst_write( kt, Kbb, Kmm )
133      !!---------------------------------------------------------------------
134      !!                   ***  ROUTINE rstwrite  ***
135      !!                     
136      !! ** Purpose :   Write restart fields in NetCDF format
137      !!
138      !! ** Method  :   Write in numrow when kt == nitrst in NetCDF
139      !!              file, save fields which are necessary for restart
140      !!----------------------------------------------------------------------
141      INTEGER, INTENT(in) ::   kt         ! ocean time-step
142      INTEGER, INTENT(in) ::   Kbb, Kmm   ! ocean time level indices
143      !!----------------------------------------------------------------------
144                     IF(lwxios) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
145                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rdt'    , rn_Dt       , ldxios = lwxios)   ! dynamics time step
146                     CALL iom_delay_rst( 'WRITE', 'OCE', numrow )   ! save only ocean delayed global communication variables
147
148      IF ( .NOT. ln_diurnal_only ) THEN
149                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub'     , uu(:,:,:       ,Kbb), ldxios = lwxios        )     ! before fields
150                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb'     , vv(:,:,:       ,Kbb), ldxios = lwxios        )
151                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'tb'     , ts(:,:,:,jp_tem,Kbb), ldxios = lwxios )
152                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sb'     , ts(:,:,:,jp_sal,Kbb), ldxios = lwxios )
153                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshb'   ,ssh(:,:         ,Kbb), ldxios = lwxios      )
154                     !
155                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'un'     , uu(:,:,:       ,Kmm), ldxios = lwxios        )     ! now fields
156                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vn'     , vv(:,:,:       ,Kmm), ldxios = lwxios        )
157                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'tn'     , ts(:,:,:,jp_tem,Kmm), ldxios = lwxios )
158                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sn'     , ts(:,:,:,jp_sal,Kmm), ldxios = lwxios )
159                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshn'   ,ssh(:,:         ,Kmm), ldxios = lwxios      )
160                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rhop'   , rhop, ldxios = lwxios      )
161      ENDIF
162     
163      IF (ln_diurnal) CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'Dsst', x_dsst, ldxios = lwxios ) 
164      IF(lwxios) CALL iom_swap(      cxios_context          )
165      IF( kt == nitrst ) THEN
166         IF(.NOT.lwxios) THEN
167            CALL iom_close( numrow )     ! close the restart file (only at last time step)
168         ELSE
169            CALL iom_context_finalize(      cwxios_context          )
170         ENDIF
171!!gm         IF( .NOT. lk_trdmld )   lrst_oce = .FALSE.
172!!gm  not sure what to do here   ===>>>  ask to Sebastian
173         lrst_oce = .FALSE.
174            IF( ln_rst_list ) THEN
175               nrst_lst = MIN(nrst_lst + 1, SIZE(nn_stocklist,1))
176               nitrst = nn_stocklist( nrst_lst )
177            ENDIF
178      ENDIF
179      !
180   END SUBROUTINE rst_write
181
182
183   SUBROUTINE rst_read_open
184      !!----------------------------------------------------------------------
185      !!                   ***  ROUTINE rst_read_open  ***
186      !!
187      !! ** Purpose :   Open read files for NetCDF restart
188      !!
189      !! ** Method  :   Use a non-zero, positive value of numror to assess whether or not
190      !!                the file has already been opened
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      LOGICAL        ::   llok
193      CHARACTER(lc)  ::   clpath   ! full path to ocean output restart file
194      !!----------------------------------------------------------------------
195      !
196      IF( numror <= 0 ) THEN
197         IF(lwp) THEN                                             ! Contol prints
198            WRITE(numout,*)
199            WRITE(numout,*) 'rst_read : read oce NetCDF restart file'
200            IF ( snc4set%luse )      WRITE(numout,*) 'rst_read : configured with NetCDF4 support'
201            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~'
202         ENDIF
203         lxios_sini = .FALSE.
204         clpath = TRIM(cn_ocerst_indir)
205         IF( clpath(LEN_TRIM(clpath):) /= '/' ) clpath = TRIM(clpath) // '/'
206         CALL iom_open( TRIM(clpath)//cn_ocerst_in, numror )
207! are we using XIOS to read the data? Part above will have to modified once XIOS
208! can handle checking if variable is in the restart file (there will be no need to open
209! restart)
210         IF(.NOT.lxios_set) lrxios = lrxios.AND.lxios_sini
211         IF( lrxios) THEN
212             crxios_context = 'nemo_rst'
213             IF( .NOT.lxios_set ) THEN
214                 IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Enable restart reading by XIOS'
215                 CALL iom_init( crxios_context, ld_tmppatch = .TRUE. )
216                 lxios_set = .TRUE.
217             ENDIF
218         ENDIF
219         IF( TRIM(Agrif_CFixed()) /= '0' .AND. lrxios) THEN
220             CALL iom_init( crxios_context, ld_tmppatch = .TRUE. )
221             IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Enable restart reading by XIOS for AGRIF'
222             lxios_set = .TRUE.
223         ENDIF
224      ENDIF
225
226   END SUBROUTINE rst_read_open
227
228
229   SUBROUTINE rst_read( Kbb, Kmm )
230      !!----------------------------------------------------------------------
231      !!                   ***  ROUTINE rst_read  ***
232      !!
233      !! ** Purpose :   Read files for NetCDF restart
234      !!
235      !! ** Method  :   Read in restart.nc file fields which are necessary for restart
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      INTEGER, INTENT(in) ::   Kbb, Kmm   ! ocean time level indices
238      REAL(wp) ::   zrdt
239      INTEGER  ::   jk
240      REAL(wp), DIMENSION(jpi, jpj, jpk) :: w3d
241      !!----------------------------------------------------------------------
242
243      CALL rst_read_open           ! open restart for reading (if not already opened)
244
245      ! Check dynamics and tracer time-step consistency and force Euler restart if changed
246      IF( lrxios ) CALL iom_swap( TRIM(crxios_context) )
247      IF( iom_varid( numror, 'rdt', ldstop = .FALSE. ) > 0 )   THEN
248         CALL iom_get( numror, 'rdt', zrdt, ldxios = lrxios )
249         IF( zrdt /= rn_Dt ) THEN
250            IF(lwp) WRITE( numout,*)
251            IF(lwp) WRITE( numout,*) 'rst_read:  rdt not equal to the read one'
252            IF(lwp) WRITE( numout,*)
253            IF(lwp) WRITE( numout,*) '      ==>>>   forced euler first time-step'
254            l_1st_euler =  .TRUE.
255         ENDIF
256      ENDIF
257
258      CALL iom_delay_rst( 'READ', 'OCE', numror )   ! read only ocean delayed global communication variables
259     
260      ! Diurnal DSST
261      IF( ln_diurnal ) CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'Dsst' , x_dsst, ldxios = lrxios ) 
262      IF ( ln_diurnal_only ) THEN
263         IF(lwp) WRITE( numout, * ) &
264         &   "rst_read:- ln_diurnal_only set, setting rhop=rho0" 
265         rhop = rho0
266         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tn'     , w3d, ldxios = lrxios ) 
267         ts(:,:,1,jp_tem,Kmm) = w3d(:,:,1)
268         RETURN
269      ENDIF 
270
271      IF( iom_varid( numror, 'ub', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
272         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'ub'     , uu(:,:,:       ,Kbb), ldxios = lrxios )   ! before fields
273         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'vb'     , vv(:,:,:       ,Kbb), ldxios = lrxios )
274         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tb'     , ts(:,:,:,jp_tem,Kbb), ldxios = lrxios )
275         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sb'     , ts(:,:,:,jp_sal,Kbb), ldxios = lrxios )
276         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sshb'   ,ssh(:,:         ,Kbb), ldxios = lrxios )
277      ELSE
278         l_1st_euler =  .TRUE.      ! before field not found, forced euler 1st time-step
279      ENDIF
280      !
281      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'un'     , uu(:,:,:       ,Kmm), ldxios = lrxios )       ! now    fields
282      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'vn'     , vv(:,:,:       ,Kmm), ldxios = lrxios )
283      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tn'     , ts(:,:,:,jp_tem,Kmm), ldxios = lrxios )
284      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sn'     , ts(:,:,:,jp_sal,Kmm), ldxios = lrxios )
285      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sshn'   ,ssh(:,:         ,Kmm), ldxios = lrxios )
286      IF( iom_varid( numror, 'rhop', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
287         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rhop'   , rhop, ldxios = lrxios )   ! now    potential density
288      ELSE
289         CALL eos( ts(:,:,:,:,Kmm), rhd, rhop, gdept(:,:,:,Kmm) )   
290      ENDIF
291      IF( lrxios ) CALL iom_swap( TRIM(cxios_context) )
292      !
293      IF( l_1st_euler ) THEN                                  ! Euler restart
294         ts   (:,:,:,:,Kbb) = ts   (:,:,:,:,Kmm)              ! all before fields set to now values
295         uu   (:,:,:  ,Kbb) = uu   (:,:,:  ,Kmm)
296         vv   (:,:,:  ,Kbb) = vv   (:,:,:  ,Kmm)
297         ssh  (:,:    ,Kbb) = ssh  (:,:    ,Kmm)
298         !
299         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN
300            DO jk = 1, jpk
301               e3t(:,:,jk,Kbb) = e3t(:,:,jk,Kmm)
302            END DO
303         ENDIF
304         !
305      ENDIF
306      !
307   END SUBROUTINE rst_read
308
309   !!=====================================================================
310END MODULE restart
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.