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root/group/trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/doForces.F90
(Generate patch)

Comparing trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/doForces.F90 (file contents):
Revision 2273 by gezelter, Thu Aug 11 21:04:03 2005 UTC vs.
Revision 2411 by chrisfen, Wed Nov 2 21:01:21 2005 UTC

# Line 45 | Line 45
45  
46   !! @author Charles F. Vardeman II
47   !! @author Matthew Meineke
48 < !! @version $Id: doForces.F90,v 1.29 2005-08-11 21:04:03 gezelter Exp $, $Date: 2005-08-11 21:04:03 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.29 $
48 > !! @version $Id: doForces.F90,v 1.67 2005-11-02 21:01:18 chrisfen Exp $, $Date: 2005-11-02 21:01:18 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.67 $
49  
50  
51   module doForces
# Line 58 | Line 58 | module doForces
58    use lj
59    use sticky
60    use electrostatic_module
61 <  use reaction_field
62 <  use gb_pair
61 >  use gayberne
62    use shapes
63    use vector_class
64    use eam
# Line 75 | Line 74 | module doForces
74   #include "UseTheForce/fSwitchingFunction.h"
75   #include "UseTheForce/fCutoffPolicy.h"
76   #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
77 + #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticSummationMethod.h"
78  
79  
80    INTEGER, PARAMETER:: PREPAIR_LOOP = 1
# Line 85 | Line 85 | module doForces
85    logical, save :: haveSaneForceField = .false.
86    logical, save :: haveInteractionHash = .false.
87    logical, save :: haveGtypeCutoffMap = .false.
88 +  logical, save :: haveDefaultCutoffs = .false.
89 +  logical, save :: haveRlist = .false.
90  
91    logical, save :: FF_uses_DirectionalAtoms
92    logical, save :: FF_uses_Dipoles
93    logical, save :: FF_uses_GayBerne
94    logical, save :: FF_uses_EAM
93  logical, save :: FF_uses_RF
95  
96    logical, save :: SIM_uses_DirectionalAtoms
97    logical, save :: SIM_uses_EAM
97  logical, save :: SIM_uses_RF
98    logical, save :: SIM_requires_postpair_calc
99    logical, save :: SIM_requires_prepair_calc
100    logical, save :: SIM_uses_PBC
101  
102 +  integer, save :: electrostaticSummationMethod
103 +
104    public :: init_FF
105    public :: setDefaultCutoffs
106    public :: do_force_loop
107    public :: createInteractionHash
108    public :: createGtypeCutoffMap
109 +  public :: getStickyCut
110 +  public :: getStickyPowerCut
111 +  public :: getGayBerneCut
112 +  public :: getEAMCut
113 +  public :: getShapeCut
114  
115   #ifdef PROFILE
116    public :: getforcetime
# Line 116 | Line 123 | module doForces
123    ! Bit hash to determine pair-pair interactions.
124    integer, dimension(:,:), allocatable :: InteractionHash
125    real(kind=dp), dimension(:), allocatable :: atypeMaxCutoff
126 <  real(kind=dp), dimension(:), allocatable :: groupMaxCutoff
127 <  integer, dimension(:), allocatable :: groupToGtype
128 <  real(kind=dp), dimension(:), allocatable :: gtypeMaxCutoff
126 >  real(kind=dp), dimension(:), allocatable, target :: groupMaxCutoffRow
127 >  real(kind=dp), dimension(:), pointer :: groupMaxCutoffCol
128 >
129 >  integer, dimension(:), allocatable, target :: groupToGtypeRow
130 >  integer, dimension(:), pointer :: groupToGtypeCol => null()
131 >
132 >  real(kind=dp), dimension(:), allocatable,target :: gtypeMaxCutoffRow
133 >  real(kind=dp), dimension(:), pointer :: gtypeMaxCutoffCol
134    type ::gtypeCutoffs
135       real(kind=dp) :: rcut
136       real(kind=dp) :: rcutsq
# Line 128 | Line 140 | module doForces
140  
141    integer, save :: cutoffPolicy = TRADITIONAL_CUTOFF_POLICY
142    real(kind=dp),save :: defaultRcut, defaultRsw, defaultRlist
143 +  real(kind=dp),save :: listSkin
144    
145   contains
146  
# Line 152 | Line 165 | contains
165      logical :: j_is_GB
166      logical :: j_is_EAM
167      logical :: j_is_Shape
168 <    
168 >    real(kind=dp) :: myRcut
169 >
170      status = 0  
171  
172      if (.not. associated(atypes)) then
# Line 170 | Line 184 | contains
184  
185      if (.not. allocated(InteractionHash)) then
186         allocate(InteractionHash(nAtypes,nAtypes))
187 +    else
188 +       deallocate(InteractionHash)
189 +       allocate(InteractionHash(nAtypes,nAtypes))
190      endif
191  
192      if (.not. allocated(atypeMaxCutoff)) then
193         allocate(atypeMaxCutoff(nAtypes))
194 +    else
195 +       deallocate(atypeMaxCutoff)
196 +       allocate(atypeMaxCutoff(nAtypes))
197      endif
198          
199      do i = 1, nAtypes
# Line 237 | Line 257 | contains
257      haveInteractionHash = .true.
258    end subroutine createInteractionHash
259  
260 <  subroutine createGtypeCutoffMap()
260 >  subroutine createGtypeCutoffMap(stat)
261  
262 +    integer, intent(out), optional :: stat
263      logical :: i_is_LJ
264      logical :: i_is_Elect
265      logical :: i_is_Sticky
# Line 246 | Line 267 | contains
267      logical :: i_is_GB
268      logical :: i_is_EAM
269      logical :: i_is_Shape
270 +    logical :: GtypeFound
271  
272 <    integer :: myStatus, nAtypes
272 >    integer :: myStatus, nAtypes,  i, j, istart, iend, jstart, jend
273 >    integer :: n_in_i, me_i, ia, g, atom1, ja, n_in_j,me_j
274 >    integer :: nGroupsInRow
275 >    integer :: nGroupsInCol
276 >    integer :: nGroupTypesRow,nGroupTypesCol
277 >    real(kind=dp):: thisSigma, bigSigma, thisRcut, tradRcut, tol, skin
278 >    real(kind=dp) :: biggestAtypeCutoff
279  
280      stat = 0
281      if (.not. haveInteractionHash) then
# Line 258 | Line 286 | contains
286            return
287         endif
288      endif
289 <
290 <    nAtypes = getSize(atypes)
291 <
289 > #ifdef IS_MPI
290 >    nGroupsInRow = getNgroupsInRow(plan_group_row)
291 >    nGroupsInCol = getNgroupsInCol(plan_group_col)
292 > #endif
293 >    nAtypes = getSize(atypes)
294 > ! Set all of the initial cutoffs to zero.
295 >    atypeMaxCutoff = 0.0_dp
296      do i = 1, nAtypes
297 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_LennardJones", i_is_LJ)
298 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_Electrostatic", i_is_Elect)
299 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_Sticky", i_is_Sticky)
300 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_StickyPower", i_is_StickyP)
301 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_GayBerne", i_is_GB)
302 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_EAM", i_is_EAM)
303 <       call getElementProperty(atypes, i, "is_Shape", i_is_Shape)
304 <      
305 <       if (i_is_LJ) then
306 <          thisCut = getSigma(i) * DEFAULT_SIGMA_MULTIPLIER
307 <          if (thisCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisCut
308 <       endif
309 <       if (i_is_Elect) then
310 <          thisCut =
297 >       if (SimHasAtype(i)) then    
298 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_LennardJones", i_is_LJ)
299 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_Electrostatic", i_is_Elect)
300 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_Sticky", i_is_Sticky)
301 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_StickyPower", i_is_StickyP)
302 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_GayBerne", i_is_GB)
303 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_EAM", i_is_EAM)
304 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_Shape", i_is_Shape)
305 >          
306 >
307 >          if (haveDefaultCutoffs) then
308 >             atypeMaxCutoff(i) = defaultRcut
309 >          else
310 >             if (i_is_LJ) then          
311 >                thisRcut = getSigma(i) * 2.5_dp
312 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
313 >             endif
314 >             if (i_is_Elect) then
315 >                thisRcut = defaultRcut
316 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
317 >             endif
318 >             if (i_is_Sticky) then
319 >                thisRcut = getStickyCut(i)
320 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
321 >             endif
322 >             if (i_is_StickyP) then
323 >                thisRcut = getStickyPowerCut(i)
324 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
325 >             endif
326 >             if (i_is_GB) then
327 >                thisRcut = getGayBerneCut(i)
328 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
329 >             endif
330 >             if (i_is_EAM) then
331 >                thisRcut = getEAMCut(i)
332 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
333 >             endif
334 >             if (i_is_Shape) then
335 >                thisRcut = getShapeCut(i)
336 >                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
337 >             endif
338 >          endif
339 >          
340 >          
341 >          if (atypeMaxCutoff(i).gt.biggestAtypeCutoff) then
342 >             biggestAtypeCutoff = atypeMaxCutoff(i)
343 >          endif
344 >
345 >       endif
346 >    enddo
347 >  
348 >
349      
350 +    istart = 1
351 +    jstart = 1
352 + #ifdef IS_MPI
353 +    iend = nGroupsInRow
354 +    jend = nGroupsInCol
355 + #else
356 +    iend = nGroups
357 +    jend = nGroups
358 + #endif
359 +    
360 +    !! allocate the groupToGtype and gtypeMaxCutoff here.
361 +    if(.not.allocated(groupToGtypeRow)) then
362 +     !  allocate(groupToGtype(iend))
363 +       allocate(groupToGtypeRow(iend))
364 +    else
365 +       deallocate(groupToGtypeRow)
366 +       allocate(groupToGtypeRow(iend))
367 +    endif
368 +    if(.not.allocated(groupMaxCutoffRow)) then
369 +       allocate(groupMaxCutoffRow(iend))
370 +    else
371 +       deallocate(groupMaxCutoffRow)
372 +       allocate(groupMaxCutoffRow(iend))
373 +    end if
374  
375 +    if(.not.allocated(gtypeMaxCutoffRow)) then
376 +       allocate(gtypeMaxCutoffRow(iend))
377 +    else
378 +       deallocate(gtypeMaxCutoffRow)
379 +       allocate(gtypeMaxCutoffRow(iend))
380 +    endif
381  
382  
383 <     haveGtypeCutoffMap = .true.
383 > #ifdef IS_MPI
384 >       ! We only allocate new storage if we are in MPI because Ncol /= Nrow
385 >    if(.not.associated(groupToGtypeCol)) then
386 >       allocate(groupToGtypeCol(jend))
387 >    else
388 >       deallocate(groupToGtypeCol)
389 >       allocate(groupToGtypeCol(jend))
390 >    end if
391 >
392 >    if(.not.associated(groupToGtypeCol)) then
393 >       allocate(groupToGtypeCol(jend))
394 >    else
395 >       deallocate(groupToGtypeCol)
396 >       allocate(groupToGtypeCol(jend))
397 >    end if
398 >    if(.not.associated(gtypeMaxCutoffCol)) then
399 >       allocate(gtypeMaxCutoffCol(jend))
400 >    else
401 >       deallocate(gtypeMaxCutoffCol)      
402 >       allocate(gtypeMaxCutoffCol(jend))
403 >    end if
404 >
405 >       groupMaxCutoffCol = 0.0_dp
406 >       gtypeMaxCutoffCol = 0.0_dp
407 >
408 > #endif
409 >       groupMaxCutoffRow = 0.0_dp
410 >       gtypeMaxCutoffRow = 0.0_dp
411 >
412 >
413 >    !! first we do a single loop over the cutoff groups to find the
414 >    !! largest cutoff for any atypes present in this group.  We also
415 >    !! create gtypes at this point.
416 >    
417 >    tol = 1.0d-6
418 >    nGroupTypesRow = 0
419 >
420 >    do i = istart, iend      
421 >       n_in_i = groupStartRow(i+1) - groupStartRow(i)
422 >       groupMaxCutoffRow(i) = 0.0_dp
423 >       do ia = groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
424 >          atom1 = groupListRow(ia)
425 > #ifdef IS_MPI
426 >          me_i = atid_row(atom1)
427 > #else
428 >          me_i = atid(atom1)
429 > #endif          
430 >          if (atypeMaxCutoff(me_i).gt.groupMaxCutoffRow(i)) then
431 >             groupMaxCutoffRow(i)=atypeMaxCutoff(me_i)
432 >          endif          
433 >       enddo
434 >
435 >       if (nGroupTypesRow.eq.0) then
436 >          nGroupTypesRow = nGroupTypesRow + 1
437 >          gtypeMaxCutoffRow(nGroupTypesRow) = groupMaxCutoffRow(i)
438 >          groupToGtypeRow(i) = nGroupTypesRow
439 >       else
440 >          GtypeFound = .false.
441 >          do g = 1, nGroupTypesRow
442 >             if ( abs(groupMaxCutoffRow(i) - gtypeMaxCutoffRow(g)).lt.tol) then
443 >                groupToGtypeRow(i) = g
444 >                GtypeFound = .true.
445 >             endif
446 >          enddo
447 >          if (.not.GtypeFound) then            
448 >             nGroupTypesRow = nGroupTypesRow + 1
449 >             gtypeMaxCutoffRow(nGroupTypesRow) = groupMaxCutoffRow(i)
450 >             groupToGtypeRow(i) = nGroupTypesRow
451 >          endif
452 >       endif
453 >    enddo    
454 >
455 > #ifdef IS_MPI
456 >    do j = jstart, jend      
457 >       n_in_j = groupStartCol(j+1) - groupStartCol(j)
458 >       groupMaxCutoffCol(j) = 0.0_dp
459 >       do ja = groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
460 >          atom1 = groupListCol(ja)
461 >
462 >          me_j = atid_col(atom1)
463 >
464 >          if (atypeMaxCutoff(me_j).gt.groupMaxCutoffCol(j)) then
465 >             groupMaxCutoffCol(j)=atypeMaxCutoff(me_j)
466 >          endif          
467 >       enddo
468 >
469 >       if (nGroupTypesCol.eq.0) then
470 >          nGroupTypesCol = nGroupTypesCol + 1
471 >          gtypeMaxCutoffCol(nGroupTypesCol) = groupMaxCutoffCol(j)
472 >          groupToGtypeCol(j) = nGroupTypesCol
473 >       else
474 >          GtypeFound = .false.
475 >          do g = 1, nGroupTypesCol
476 >             if ( abs(groupMaxCutoffCol(j) - gtypeMaxCutoffCol(g)).lt.tol) then
477 >                groupToGtypeCol(j) = g
478 >                GtypeFound = .true.
479 >             endif
480 >          enddo
481 >          if (.not.GtypeFound) then            
482 >             nGroupTypesCol = nGroupTypesCol + 1
483 >             gtypeMaxCutoffCol(nGroupTypesCol) = groupMaxCutoffCol(j)
484 >             groupToGtypeCol(j) = nGroupTypesCol
485 >          endif
486 >       endif
487 >    enddo    
488 >
489 > #else
490 > ! Set pointers to information we just found
491 >    nGroupTypesCol = nGroupTypesRow
492 >    groupToGtypeCol => groupToGtypeRow
493 >    gtypeMaxCutoffCol => gtypeMaxCutoffRow
494 >    groupMaxCutoffCol => groupMaxCutoffRow
495 > #endif
496 >
497 >
498 >
499 >
500 >
501 >    !! allocate the gtypeCutoffMap here.
502 >    allocate(gtypeCutoffMap(nGroupTypesRow,nGroupTypesCol))
503 >    !! then we do a double loop over all the group TYPES to find the cutoff
504 >    !! map between groups of two types
505 >    tradRcut = max(maxval(gtypeMaxCutoffRow),maxval(gtypeMaxCutoffCol))
506 >
507 >    do i = 1, nGroupTypesRow
508 >       do j = 1, nGroupTypesCol
509 >      
510 >          select case(cutoffPolicy)
511 >          case(TRADITIONAL_CUTOFF_POLICY)
512 >             thisRcut = tradRcut
513 >          case(MIX_CUTOFF_POLICY)
514 >             thisRcut = 0.5_dp * (gtypeMaxCutoffRow(i) + gtypeMaxCutoffCol(j))
515 >          case(MAX_CUTOFF_POLICY)
516 >             thisRcut = max(gtypeMaxCutoffRow(i), gtypeMaxCutoffCol(j))
517 >          case default
518 >             call handleError("createGtypeCutoffMap", "Unknown Cutoff Policy")
519 >             return
520 >          end select
521 >          gtypeCutoffMap(i,j)%rcut = thisRcut
522 >          gtypeCutoffMap(i,j)%rcutsq = thisRcut*thisRcut
523 >          skin = defaultRlist - defaultRcut
524 >          listSkin = skin ! set neighbor list skin thickness
525 >          gtypeCutoffMap(i,j)%rlistsq = (thisRcut + skin)**2
526 >
527 >          ! sanity check
528 >
529 >          if (haveDefaultCutoffs) then
530 >             if (abs(gtypeCutoffMap(i,j)%rcut - defaultRcut).gt.0.0001) then
531 >                call handleError("createGtypeCutoffMap", "user-specified rCut does not match computed group Cutoff")
532 >             endif
533 >          endif
534 >       enddo
535 >    enddo
536 >    if(allocated(gtypeMaxCutoffRow)) deallocate(gtypeMaxCutoffRow)
537 >    if(allocated(groupMaxCutoffRow)) deallocate(groupMaxCutoffRow)
538 >    if(allocated(atypeMaxCutoff)) deallocate(atypeMaxCutoff)
539 > #ifdef IS_MPI
540 >    if(associated(groupMaxCutoffCol)) deallocate(groupMaxCutoffCol)
541 >    if(associated(gtypeMaxCutoffCol)) deallocate(gtypeMaxCutoffCol)
542 > #endif
543 >    groupMaxCutoffCol => null()
544 >    gtypeMaxCutoffCol => null()
545 >    
546 >    haveGtypeCutoffMap = .true.
547     end subroutine createGtypeCutoffMap
548 <
548 >
549     subroutine setDefaultCutoffs(defRcut, defRsw, defRlist, cutPolicy)
550       real(kind=dp),intent(in) :: defRcut, defRsw, defRlist
551       integer, intent(in) :: cutPolicy
# Line 291 | Line 554 | contains
554       defaultRsw = defRsw
555       defaultRlist = defRlist
556       cutoffPolicy = cutPolicy
557 +
558 +     haveDefaultCutoffs = .true.
559     end subroutine setDefaultCutoffs
560  
561     subroutine setCutoffPolicy(cutPolicy)
# Line 298 | Line 563 | contains
563       integer, intent(in) :: cutPolicy
564       cutoffPolicy = cutPolicy
565       call createGtypeCutoffMap()
566 <
302 <   end subroutine setDefaultCutoffs
566 >   end subroutine setCutoffPolicy
567      
568      
569    subroutine setSimVariables()
570      SIM_uses_DirectionalAtoms = SimUsesDirectionalAtoms()
571      SIM_uses_EAM = SimUsesEAM()
308    SIM_uses_RF = SimUsesRF()
572      SIM_requires_postpair_calc = SimRequiresPostpairCalc()
573      SIM_requires_prepair_calc = SimRequiresPrepairCalc()
574      SIM_uses_PBC = SimUsesPBC()
# Line 346 | Line 609 | contains
609         call setSimVariables()
610      endif
611  
612 <    if (.not. haveRlist) then
613 <       write(default_error, *) 'rList has not been set in doForces!'
614 <       error = -1
615 <       return
616 <    endif
612 >  !  if (.not. haveRlist) then
613 >  !     write(default_error, *) 'rList has not been set in doForces!'
614 >  !     error = -1
615 >  !     return
616 >  !  endif
617  
618      if (.not. haveNeighborList) then
619         write(default_error, *) 'neighbor list has not been initialized in doForces!'
# Line 375 | Line 638 | contains
638    end subroutine doReadyCheck
639  
640  
641 <  subroutine init_FF(use_RF_c, thisStat)
641 >  subroutine init_FF(thisESM, thisStat)
642  
643 <    logical, intent(in) :: use_RF_c
381 <
643 >    integer, intent(in) :: thisESM
644      integer, intent(out) :: thisStat  
645      integer :: my_status, nMatches
646      integer, pointer :: MatchList(:) => null()
385    real(kind=dp) :: rcut, rrf, rt, dielect
647  
648      !! assume things are copacetic, unless they aren't
649      thisStat = 0
650  
651 <    !! Fortran's version of a cast:
391 <    FF_uses_RF = use_RF_c
651 >    electrostaticSummationMethod = thisESM
652  
653      !! init_FF is called *after* all of the atom types have been
654      !! defined in atype_module using the new_atype subroutine.
# Line 419 | Line 679 | contains
679  
680      haveSaneForceField = .true.
681  
422    !! check to make sure the FF_uses_RF setting makes sense
423
424    if (FF_uses_Dipoles) then
425       if (FF_uses_RF) then
426          dielect = getDielect()
427          call initialize_rf(dielect)
428       endif
429    else
430       if (FF_uses_RF) then          
431          write(default_error,*) 'Using Reaction Field with no dipoles?  Huh?'
432          thisStat = -1
433          haveSaneForceField = .false.
434          return
435       endif
436    endif
437
682      if (FF_uses_EAM) then
683         call init_EAM_FF(my_status)
684         if (my_status /= 0) then
# Line 445 | Line 689 | contains
689         end if
690      endif
691  
448    if (FF_uses_GayBerne) then
449       call check_gb_pair_FF(my_status)
450       if (my_status .ne. 0) then
451          thisStat = -1
452          haveSaneForceField = .false.
453          return
454       endif
455    endif
456
692      if (.not. haveNeighborList) then
693         !! Create neighbor lists
694         call expandNeighborList(nLocal, my_status)
# Line 487 | Line 722 | contains
722  
723      !! Stress Tensor
724      real( kind = dp), dimension(9) :: tau  
725 <    real ( kind = dp ) :: pot
725 >    real ( kind = dp ),dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
726      logical ( kind = 2) :: do_pot_c, do_stress_c
727      logical :: do_pot
728      logical :: do_stress
729      logical :: in_switching_region
730   #ifdef IS_MPI
731 <    real( kind = DP ) :: pot_local
731 >    real( kind = DP ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot_local
732      integer :: nAtomsInRow
733      integer :: nAtomsInCol
734      integer :: nprocs
# Line 508 | Line 743 | contains
743      integer :: nlist
744      real( kind = DP ) :: ratmsq, rgrpsq, rgrp, vpair, vij
745      real( kind = DP ) :: sw, dswdr, swderiv, mf
746 +    real( kind = DP ) :: rVal
747      real(kind=dp),dimension(3) :: d_atm, d_grp, fpair, fij
748      real(kind=dp) :: rfpot, mu_i, virial
749      integer :: me_i, me_j, n_in_i, n_in_j
# Line 518 | Line 754 | contains
754      integer :: propPack_i, propPack_j
755      integer :: loopStart, loopEnd, loop
756      integer :: iHash
757 <    real(kind=dp) :: listSkin = 1.0  
757 >    integer :: i1
758 >  
759  
760      !! initialize local variables  
761  
# Line 609 | Line 846 | contains
846   #endif
847         outer: do i = istart, iend
848  
612 #ifdef IS_MPI
613             me_i = atid_row(i)
614 #else
615             me_i = atid(i)
616 #endif
617
849            if (update_nlist) point(i) = nlist + 1
850  
851            n_in_i = groupStartRow(i+1) - groupStartRow(i)
# Line 649 | Line 880 | contains
880               me_j = atid(j)
881               call get_interatomic_vector(q_group(:,i), &
882                    q_group(:,j), d_grp, rgrpsq)
883 < #endif
883 > #endif      
884  
885 <             if (rgrpsq < InteractionHash(me_i,me_j)%rListsq) then
885 >             if (rgrpsq < gtypeCutoffMap(groupToGtypeRow(i),groupToGtypeCol(j))%rListsq) then
886                  if (update_nlist) then
887                     nlist = nlist + 1
888  
# Line 671 | Line 902 | contains
902  
903                     list(nlist) = j
904                  endif
905 +                
906 +                if (rgrpsq < gtypeCutoffMap(groupToGtypeRow(i),groupToGtypeCol(j))%rCutsq) then
907  
908 <                if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
909 <                   vij = 0.0d0
910 <                   fij(1:3) = 0.0d0
911 <                endif
912 <
913 <                call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
914 <                     in_switching_region)
915 <
916 <                n_in_j = groupStartCol(j+1) - groupStartCol(j)
917 <
918 <                do ia = groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
919 <
920 <                   atom1 = groupListRow(ia)
921 <
922 <                   inner: do jb = groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
923 <
924 <                      atom2 = groupListCol(jb)
925 <
926 <                      if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle inner
927 <
928 <                      if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
929 <                         d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
930 <                         ratmsq = rgrpsq
931 <                      else
932 < #ifdef IS_MPI
933 <                         call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
934 <                              q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
935 < #else
936 <                         call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
937 <                              q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
938 < #endif
939 <                      endif
940 <
941 <                      if (loop .eq. PREPAIR_LOOP) then
908 >                   if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
909 >                      vij = 0.0d0
910 >                      fij(1:3) = 0.0d0
911 >                   endif
912 >                  
913 >                   call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
914 >                        in_switching_region)
915 >                  
916 >                   n_in_j = groupStartCol(j+1) - groupStartCol(j)
917 >                  
918 >                   do ia = groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
919 >                      
920 >                      atom1 = groupListRow(ia)
921 >                      
922 >                      inner: do jb = groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
923 >                        
924 >                         atom2 = groupListCol(jb)
925 >                        
926 >                         if (skipThisPair(atom1, atom2))  cycle inner
927 >                        
928 >                         if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
929 >                            d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
930 >                            ratmsq = rgrpsq
931 >                         else
932 > #ifdef IS_MPI
933 >                            call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
934 >                                 q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
935 > #else
936 >                            call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
937 >                                 q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
938 > #endif
939 >                         endif
940 >                        
941 >                         if (loop .eq. PREPAIR_LOOP) then
942   #ifdef IS_MPI                      
943 <                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
944 <                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
945 <                              eFrame, A, f, t, pot_local)
943 >                            call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
944 >                                 rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
945 >                                 eFrame, A, f, t, pot_local)
946   #else
947 <                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
948 <                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
949 <                              eFrame, A, f, t, pot)
947 >                            call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
948 >                                 rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
949 >                                 eFrame, A, f, t, pot)
950   #endif                                              
951 <                      else
951 >                         else
952   #ifdef IS_MPI                      
953 <                         call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
954 <                              do_pot, &
955 <                              eFrame, A, f, t, pot_local, vpair, fpair)
953 >                            call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
954 >                                 do_pot, eFrame, A, f, t, pot_local, vpair, &
955 >                                 fpair, d_grp, rgrp)
956   #else
957 <                         call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
958 <                              do_pot,  &
959 <                              eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair)
957 >                            call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
958 >                                 do_pot, eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair, &
959 >                                 d_grp, rgrp)
960   #endif
961 +                            vij = vij + vpair
962 +                            fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
963 +                         endif
964 +                      enddo inner
965 +                   enddo
966  
967 <                         vij = vij + vpair
968 <                         fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
969 <                      endif
970 <                   enddo inner
971 <                enddo
972 <
973 <                if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
974 <                   if (in_switching_region) then
975 <                      swderiv = vij*dswdr/rgrp
976 <                      fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
739 <                      fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
740 <                      fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
741 <
742 <                      do ia=groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
743 <                         atom1=groupListRow(ia)
744 <                         mf = mfactRow(atom1)
967 >                   if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
968 >                      if (in_switching_region) then
969 >                         swderiv = vij*dswdr/rgrp
970 >                         fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
971 >                         fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
972 >                         fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
973 >                        
974 >                         do ia=groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
975 >                            atom1=groupListRow(ia)
976 >                            mf = mfactRow(atom1)
977   #ifdef IS_MPI
978 <                         f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
979 <                         f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
980 <                         f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
978 >                            f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
979 >                            f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
980 >                            f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
981   #else
982 <                         f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
983 <                         f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
984 <                         f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
982 >                            f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
983 >                            f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
984 >                            f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
985   #endif
986 <                      enddo
987 <
988 <                      do jb=groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
989 <                         atom2=groupListCol(jb)
990 <                         mf = mfactCol(atom2)
986 >                         enddo
987 >                        
988 >                         do jb=groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
989 >                            atom2=groupListCol(jb)
990 >                            mf = mfactCol(atom2)
991   #ifdef IS_MPI
992 <                         f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
993 <                         f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
994 <                         f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
992 >                            f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
993 >                            f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
994 >                            f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
995   #else
996 <                         f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
997 <                         f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
998 <                         f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
996 >                            f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
997 >                            f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
998 >                            f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
999   #endif
1000 <                      enddo
1001 <                   endif
1000 >                         enddo
1001 >                      endif
1002  
1003 <                   if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
1003 >                      if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
1004 >                   endif
1005                  endif
1006 <             end if
1006 >             endif
1007            enddo
1008 +          
1009         enddo outer
1010  
1011         if (update_nlist) then
# Line 831 | Line 1065 | contains
1065  
1066      if (do_pot) then
1067         ! scatter/gather pot_row into the members of my column
1068 <       call scatter(pot_Row, pot_Temp, plan_atom_row)
1069 <
1068 >       do i = 1,LR_POT_TYPES
1069 >          call scatter(pot_Row(i,:), pot_Temp(i,:), plan_atom_row)
1070 >       end do
1071         ! scatter/gather pot_local into all other procs
1072         ! add resultant to get total pot
1073         do i = 1, nlocal
1074 <          pot_local = pot_local + pot_Temp(i)
1074 >          pot_local(1:LR_POT_TYPES) = pot_local(1:LR_POT_TYPES) &
1075 >               + pot_Temp(1:LR_POT_TYPES,i)
1076         enddo
1077  
1078         pot_Temp = 0.0_DP
1079 <
1080 <       call scatter(pot_Col, pot_Temp, plan_atom_col)
1079 >       do i = 1,LR_POT_TYPES
1080 >          call scatter(pot_Col(i,:), pot_Temp(i,:), plan_atom_col)
1081 >       end do
1082         do i = 1, nlocal
1083 <          pot_local = pot_local + pot_Temp(i)
1083 >          pot_local(1:LR_POT_TYPES) = pot_local(1:LR_POT_TYPES)&
1084 >               + pot_Temp(1:LR_POT_TYPES,i)
1085         enddo
1086  
1087      endif
1088   #endif
1089  
1090 <    if (FF_RequiresPostpairCalc() .and. SIM_requires_postpair_calc) then
1090 >    if (SIM_requires_postpair_calc) then
1091 >       do i = 1, nlocal            
1092 >          
1093 >          ! we loop only over the local atoms, so we don't need row and column
1094 >          ! lookups for the types
1095 >          
1096 >          me_i = atid(i)
1097 >          
1098 >          ! is the atom electrostatic?  See if it would have an
1099 >          ! electrostatic interaction with itself
1100 >          iHash = InteractionHash(me_i,me_i)
1101  
1102 <       if (FF_uses_RF .and. SIM_uses_RF) then
855 <
1102 >          if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1103   #ifdef IS_MPI
1104 <          call scatter(rf_Row,rf,plan_atom_row_3d)
1105 <          call scatter(rf_Col,rf_Temp,plan_atom_col_3d)
859 <          do i = 1,nlocal
860 <             rf(1:3,i) = rf(1:3,i) + rf_Temp(1:3,i)
861 <          end do
862 < #endif
863 <
864 <          do i = 1, nLocal
865 <
866 <             rfpot = 0.0_DP
867 < #ifdef IS_MPI
868 <             me_i = atid_row(i)
1104 >             call self_self(i, eFrame, pot_local(ELECTROSTATIC_POT), &
1105 >                  t, do_pot)
1106   #else
1107 <             me_i = atid(i)
1107 >             call self_self(i, eFrame, pot(ELECTROSTATIC_POT), &
1108 >                  t, do_pot)
1109   #endif
1110 <             iHash = InteractionHash(me_i,me_j)
1110 >          endif
1111 >  
1112 >          
1113 >          if (electrostaticSummationMethod.eq.REACTION_FIELD) then
1114              
1115 <             if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1116 <
1117 <                mu_i = getDipoleMoment(me_i)
1118 <
1119 <                !! The reaction field needs to include a self contribution
1120 <                !! to the field:
1121 <                call accumulate_self_rf(i, mu_i, eFrame)
1122 <                !! Get the reaction field contribution to the
1123 <                !! potential and torques:
1124 <                call reaction_field_final(i, mu_i, eFrame, rfpot, t, do_pot)
1115 >             ! loop over the excludes to accumulate RF stuff we've
1116 >             ! left out of the normal pair loop
1117 >            
1118 >             do i1 = 1, nSkipsForAtom(i)
1119 >                j = skipsForAtom(i, i1)
1120 >                
1121 >                ! prevent overcounting of the skips
1122 >                if (i.lt.j) then
1123 >                   call get_interatomic_vector(q(:,i), &
1124 >                        q(:,j), d_atm, ratmsq)
1125 >                   rVal = dsqrt(ratmsq)
1126 >                   call get_switch(ratmsq, sw, dswdr, rVal, group_switch, &
1127 >                        in_switching_region)
1128   #ifdef IS_MPI
1129 <                pot_local = pot_local + rfpot
1129 >                   call rf_self_excludes(i, j, sw, eFrame, d_atm, rVal, &
1130 >                        vpair, pot_local(ELECTROSTATIC_POT), f, t, do_pot)
1131   #else
1132 <                pot = pot + rfpot
1133 <
1132 >                   call rf_self_excludes(i, j, sw, eFrame, d_atm, rVal, &
1133 >                        vpair, pot(ELECTROSTATIC_POT), f, t, do_pot)
1134   #endif
1135 <             endif
1136 <          enddo
1137 <       endif
1135 >                endif
1136 >             enddo
1137 >          endif
1138 >       enddo
1139      endif
1140 <
895 <
1140 >    
1141   #ifdef IS_MPI
1142 <
1142 >    
1143      if (do_pot) then
1144 <       pot = pot + pot_local
1145 <       !! we assume the c code will do the allreduce to get the total potential
901 <       !! we could do it right here if we needed to...
1144 >       call mpi_allreduce(pot_local, pot, LR_POT_TYPES,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1145 >            mpi_comm_world,mpi_err)            
1146      endif
1147 <
1147 >    
1148      if (do_stress) then
1149         call mpi_allreduce(tau_Temp, tau, 9,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1150              mpi_comm_world,mpi_err)
1151         call mpi_allreduce(virial_Temp, virial,1,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1152              mpi_comm_world,mpi_err)
1153      endif
1154 <
1154 >    
1155   #else
1156 <
1156 >    
1157      if (do_stress) then
1158         tau = tau_Temp
1159         virial = virial_Temp
1160      endif
1161 <
1161 >    
1162   #endif
1163 <
1163 >    
1164    end subroutine do_force_loop
1165  
1166    subroutine do_pair(i, j, rijsq, d, sw, do_pot, &
1167 <       eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair)
1167 >       eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair, d_grp, r_grp)
1168  
1169 <    real( kind = dp ) :: pot, vpair, sw
1169 >    real( kind = dp ) :: vpair, sw
1170 >    real( kind = dp ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1171      real( kind = dp ), dimension(3) :: fpair
1172      real( kind = dp ), dimension(nLocal)   :: mfact
1173      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
# Line 933 | Line 1178 | contains
1178      logical, intent(inout) :: do_pot
1179      integer, intent(in) :: i, j
1180      real ( kind = dp ), intent(inout) :: rijsq
1181 <    real ( kind = dp )                :: r
1181 >    real ( kind = dp ), intent(inout) :: r_grp
1182      real ( kind = dp ), intent(inout) :: d(3)
1183 <    real ( kind = dp ) :: ebalance
1183 >    real ( kind = dp ), intent(inout) :: d_grp(3)
1184 >    real ( kind = dp ) :: r
1185      integer :: me_i, me_j
1186  
1187      integer :: iHash
# Line 953 | Line 1199 | contains
1199   #endif
1200  
1201      iHash = InteractionHash(me_i, me_j)
1202 <
1202 >    
1203      if ( iand(iHash, LJ_PAIR).ne.0 ) then
1204 <       call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, do_pot)
1204 >       call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1205 >            pot(VDW_POT), f, do_pot)
1206      endif
1207 <
1207 >    
1208      if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1209         call doElectrostaticPair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1210 <            pot, eFrame, f, t, do_pot)
964 <
965 <       if (FF_uses_RF .and. SIM_uses_RF) then
966 <
967 <          ! CHECK ME (RF needs to know about all electrostatic types)
968 <          call accumulate_rf(i, j, r, eFrame, sw)
969 <          call rf_correct_forces(i, j, d, r, eFrame, sw, f, fpair)
970 <       endif
971 <
1210 >            pot(ELECTROSTATIC_POT), eFrame, f, t, do_pot)
1211      endif
1212 <
1212 >    
1213      if ( iand(iHash, STICKY_PAIR).ne.0 ) then
1214         call do_sticky_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1215 <            pot, A, f, t, do_pot)
1215 >            pot(HB_POT), A, f, t, do_pot)
1216      endif
1217 <
1217 >    
1218      if ( iand(iHash, STICKYPOWER_PAIR).ne.0 ) then
1219         call do_sticky_power_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1220 <            pot, A, f, t, do_pot)
1220 >            pot(HB_POT), A, f, t, do_pot)
1221      endif
1222 <
1222 >    
1223      if ( iand(iHash, GAYBERNE_PAIR).ne.0 ) then
1224         call do_gb_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1225 <            pot, A, f, t, do_pot)
1225 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1226      endif
1227      
1228      if ( iand(iHash, GAYBERNE_LJ).ne.0 ) then
1229 < !      call do_gblj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1230 < !           pot, A, f, t, do_pot)
1229 >       call do_gb_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1230 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1231      endif
1232 <
1232 >    
1233      if ( iand(iHash, EAM_PAIR).ne.0 ) then      
1234 <       call do_eam_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, &
1235 <            do_pot)
1234 >       call do_eam_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1235 >            pot(METALLIC_POT), f, do_pot)
1236      endif
1237 <
1237 >    
1238      if ( iand(iHash, SHAPE_PAIR).ne.0 ) then      
1239         call do_shape_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1240 <            pot, A, f, t, do_pot)
1240 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1241      endif
1242 <
1242 >    
1243      if ( iand(iHash, SHAPE_LJ).ne.0 ) then      
1244         call do_shape_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1245 <            pot, A, f, t, do_pot)
1245 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1246      endif
1247 <    
1247 >    
1248    end subroutine do_pair
1249  
1250    subroutine do_prepair(i, j, rijsq, d, sw, rcijsq, dc, &
1251         do_pot, do_stress, eFrame, A, f, t, pot)
1252  
1253 <    real( kind = dp ) :: pot, sw
1253 >    real( kind = dp ) :: sw
1254 >    real( kind = dp ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1255      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1256      real (kind=dp), dimension(9,nLocal) :: A
1257      real (kind=dp), dimension(3,nLocal) :: f
# Line 1025 | Line 1265 | contains
1265  
1266      integer :: me_i, me_j, iHash
1267  
1268 +    r = sqrt(rijsq)
1269 +
1270   #ifdef IS_MPI  
1271      me_i = atid_row(i)
1272      me_j = atid_col(j)  
# Line 1044 | Line 1286 | contains
1286  
1287    subroutine do_preforce(nlocal,pot)
1288      integer :: nlocal
1289 <    real( kind = dp ) :: pot
1289 >    real( kind = dp ),dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1290  
1291      if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1292 <       call calc_EAM_preforce_Frho(nlocal,pot)
1292 >       call calc_EAM_preforce_Frho(nlocal,pot(METALLIC_POT))
1293      endif
1294  
1295  
# Line 1133 | Line 1375 | contains
1375      pot_Col = 0.0_dp
1376      pot_Temp = 0.0_dp
1377  
1136    rf_Row = 0.0_dp
1137    rf_Col = 0.0_dp
1138    rf_Temp = 0.0_dp
1139
1378   #endif
1379  
1380      if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1381         call clean_EAM()
1382      endif
1383  
1146    rf = 0.0_dp
1384      tau_Temp = 0.0_dp
1385      virial_Temp = 0.0_dp
1386    end subroutine zero_work_arrays
# Line 1240 | Line 1477 | contains
1477      doesit = FF_uses_EAM
1478    end function FF_RequiresPrepairCalc
1479  
1243  function FF_RequiresPostpairCalc() result(doesit)
1244    logical :: doesit
1245    doesit = FF_uses_RF
1246  end function FF_RequiresPostpairCalc
1247
1480   #ifdef PROFILE
1481    function getforcetime() result(totalforcetime)
1482      real(kind=dp) :: totalforcetime

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