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root/group/trunk/OOPSE/libmdtools/do_Forces.F90
(Generate patch)

Comparing trunk/OOPSE/libmdtools/do_Forces.F90 (file contents):
Revision 470 by chuckv, Mon Apr 7 20:50:46 2003 UTC vs.
Revision 1192 by gezelter, Mon May 24 21:03:30 2004 UTC

# Line 4 | Line 4
4  
5   !! @author Charles F. Vardeman II
6   !! @author Matthew Meineke
7 < !! @version $Id: do_Forces.F90,v 1.11 2003-04-07 20:50:46 chuckv Exp $, $Date: 2003-04-07 20:50:46 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.11 $
7 > !! @version $Id: do_Forces.F90,v 1.61 2004-05-24 21:03:25 gezelter Exp $, $Date: 2004-05-24 21:03:25 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.61 $
8  
9   module do_Forces
10    use force_globals
11    use simulation
12    use definitions
13    use atype_module
14 +  use switcheroo
15    use neighborLists  
16    use lj
17    use sticky_pair
18    use dipole_dipole
19 +  use charge_charge
20    use reaction_field
21    use gb_pair
22 +  use vector_class
23 +  use eam
24 +  use status
25   #ifdef IS_MPI
26    use mpiSimulation
27   #endif
# Line 26 | Line 31 | module do_Forces
31  
32   #define __FORTRAN90
33   #include "fForceField.h"
34 + #include "fSwitchingFunction.h"
35  
36 <  logical, save :: do_forces_initialized = .false.
36 >  logical, save :: haveRlist = .false.
37 >  logical, save :: haveNeighborList = .false.
38 >  logical, save :: havePolicies = .false.
39 >  logical, save :: haveSIMvariables = .false.
40 >  logical, save :: havePropertyMap = .false.
41 >  logical, save :: haveSaneForceField = .false.
42    logical, save :: FF_uses_LJ
43    logical, save :: FF_uses_sticky
44 +  logical, save :: FF_uses_charges
45    logical, save :: FF_uses_dipoles
46    logical, save :: FF_uses_RF
47    logical, save :: FF_uses_GB
48    logical, save :: FF_uses_EAM
49 +  logical, save :: SIM_uses_LJ
50 +  logical, save :: SIM_uses_sticky
51 +  logical, save :: SIM_uses_charges
52 +  logical, save :: SIM_uses_dipoles
53 +  logical, save :: SIM_uses_RF
54 +  logical, save :: SIM_uses_GB
55 +  logical, save :: SIM_uses_EAM
56 +  logical, save :: SIM_requires_postpair_calc
57 +  logical, save :: SIM_requires_prepair_calc
58 +  logical, save :: SIM_uses_directional_atoms
59 +  logical, save :: SIM_uses_PBC
60 +  logical, save :: SIM_uses_molecular_cutoffs
61  
62 +  real(kind=dp), save :: rlist, rlistsq
63 +
64    public :: init_FF
65    public :: do_force_loop
66 +  public :: setRlistDF
67  
68 + #ifdef PROFILE
69 +  public :: getforcetime
70 +  real, save :: forceTime = 0
71 +  real :: forceTimeInitial, forceTimeFinal
72 +  integer :: nLoops
73 + #endif
74 +
75 +  type :: Properties
76 +     logical :: is_lj     = .false.
77 +     logical :: is_sticky = .false.
78 +     logical :: is_dp     = .false.
79 +     logical :: is_gb     = .false.
80 +     logical :: is_eam    = .false.
81 +     logical :: is_charge = .false.
82 +     real(kind=DP) :: charge = 0.0_DP
83 +     real(kind=DP) :: dipole_moment = 0.0_DP
84 +  end type Properties
85 +
86 +  type(Properties), dimension(:),allocatable :: PropertyMap
87 +
88   contains
89  
90 +  subroutine setRlistDF( this_rlist )
91 +    
92 +    real(kind=dp) :: this_rlist
93 +
94 +    rlist = this_rlist
95 +    rlistsq = rlist * rlist
96 +    
97 +    haveRlist = .true.
98 +
99 +  end subroutine setRlistDF    
100 +
101 +  subroutine createPropertyMap(status)
102 +    integer :: nAtypes
103 +    integer :: status
104 +    integer :: i
105 +    logical :: thisProperty
106 +    real (kind=DP) :: thisDPproperty
107 +
108 +    status = 0
109 +
110 +    nAtypes = getSize(atypes)
111 +
112 +    if (nAtypes == 0) then
113 +       status = -1
114 +       return
115 +    end if
116 +        
117 +    if (.not. allocated(PropertyMap)) then
118 +       allocate(PropertyMap(nAtypes))
119 +    endif
120 +
121 +    do i = 1, nAtypes
122 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_LJ", thisProperty)
123 +       PropertyMap(i)%is_LJ = thisProperty
124 +
125 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_Charge", thisProperty)
126 +       PropertyMap(i)%is_Charge = thisProperty
127 +      
128 +       if (thisProperty) then
129 +          call getElementProperty(atypes, i, "charge", thisDPproperty)
130 +          PropertyMap(i)%charge = thisDPproperty
131 +       endif
132 +
133 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_DP", thisProperty)
134 +       PropertyMap(i)%is_DP = thisProperty
135 +
136 +       if (thisProperty) then
137 +          call getElementProperty(atypes, i, "dipole_moment", thisDPproperty)
138 +          PropertyMap(i)%dipole_moment = thisDPproperty
139 +       endif
140 +
141 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_Sticky", thisProperty)
142 +       PropertyMap(i)%is_Sticky = thisProperty
143 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_GB", thisProperty)
144 +       PropertyMap(i)%is_GB = thisProperty
145 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_EAM", thisProperty)
146 +       PropertyMap(i)%is_EAM = thisProperty
147 +    end do
148 +
149 +    havePropertyMap = .true.
150 +
151 +  end subroutine createPropertyMap
152 +
153 +  subroutine setSimVariables()
154 +    SIM_uses_LJ = SimUsesLJ()
155 +    SIM_uses_sticky = SimUsesSticky()
156 +    SIM_uses_charges = SimUsesCharges()
157 +    SIM_uses_dipoles = SimUsesDipoles()
158 +    SIM_uses_RF = SimUsesRF()
159 +    SIM_uses_GB = SimUsesGB()
160 +    SIM_uses_EAM = SimUsesEAM()
161 +    SIM_requires_postpair_calc = SimRequiresPostpairCalc()
162 +    SIM_requires_prepair_calc = SimRequiresPrepairCalc()
163 +    SIM_uses_directional_atoms = SimUsesDirectionalAtoms()
164 +    SIM_uses_PBC = SimUsesPBC()
165 +    !SIM_uses_molecular_cutoffs = SimUsesMolecularCutoffs()
166 +
167 +    haveSIMvariables = .true.
168 +
169 +    return
170 +  end subroutine setSimVariables
171 +
172 +  subroutine doReadyCheck(error)
173 +    integer, intent(out) :: error
174 +
175 +    integer :: myStatus
176 +
177 +    error = 0
178 +    
179 +    if (.not. havePropertyMap) then
180 +
181 +       myStatus = 0
182 +
183 +       call createPropertyMap(myStatus)
184 +
185 +       if (myStatus .ne. 0) then
186 +          write(default_error, *) 'createPropertyMap failed in do_Forces!'
187 +          error = -1
188 +          return
189 +       endif
190 +    endif
191 +
192 +    if (.not. haveSIMvariables) then
193 +       call setSimVariables()
194 +    endif
195 +
196 +    if (.not. haveRlist) then
197 +       write(default_error, *) 'rList has not been set in do_Forces!'
198 +       error = -1
199 +       return
200 +    endif
201 +
202 +    if (SIM_uses_LJ .and. FF_uses_LJ) then
203 +       if (.not. havePolicies) then
204 +          write(default_error, *) 'LJ mixing Policies have not been set in do_Forces!'
205 +          error = -1
206 +          return
207 +       endif
208 +    endif
209 +
210 +    if (.not. haveNeighborList) then
211 +       write(default_error, *) 'neighbor list has not been initialized in do_Forces!'
212 +       error = -1
213 +       return
214 +    end if
215 +
216 +    if (.not. haveSaneForceField) then
217 +       write(default_error, *) 'Force Field is not sane in do_Forces!'
218 +       error = -1
219 +       return
220 +    end if
221 +
222 + #ifdef IS_MPI
223 +    if (.not. isMPISimSet()) then
224 +       write(default_error,*) "ERROR: mpiSimulation has not been initialized!"
225 +       error = -1
226 +       return
227 +    endif
228 + #endif
229 +    return
230 +  end subroutine doReadyCheck
231 +    
232 +
233    subroutine init_FF(LJMIXPOLICY, use_RF_c, thisStat)
234  
235      integer, intent(in) :: LJMIXPOLICY
# Line 64 | Line 254 | contains
254    
255      FF_uses_LJ = .false.
256      FF_uses_sticky = .false.
257 +    FF_uses_charges = .false.
258      FF_uses_dipoles = .false.
259      FF_uses_GB = .false.
260      FF_uses_EAM = .false.
261      
262      call getMatchingElementList(atypes, "is_LJ", .true., nMatches, MatchList)
263      if (nMatches .gt. 0) FF_uses_LJ = .true.
264 <    
264 >
265 >    call getMatchingElementList(atypes, "is_Charge", .true., nMatches, MatchList)
266 >    if (nMatches .gt. 0) FF_uses_charges = .true.  
267 >
268      call getMatchingElementList(atypes, "is_DP", .true., nMatches, MatchList)
269      if (nMatches .gt. 0) FF_uses_dipoles = .true.
270      
# Line 84 | Line 278 | contains
278      call getMatchingElementList(atypes, "is_EAM", .true., nMatches, MatchList)
279      if (nMatches .gt. 0) FF_uses_EAM = .true.
280      
281 +    !! Assume sanity (for the sake of argument)
282 +    haveSaneForceField = .true.
283 +
284      !! check to make sure the FF_uses_RF setting makes sense
285      
286      if (FF_uses_dipoles) then
90       rrf = getRrf()
91       rt = getRt()      
92       call initialize_dipole(rrf, rt)
287         if (FF_uses_RF) then
288            dielect = getDielect()
289 <          call initialize_rf(rrf, rt, dielect)
289 >          call initialize_rf(dielect)
290         endif
291      else
292         if (FF_uses_RF) then          
293            write(default_error,*) 'Using Reaction Field with no dipoles?  Huh?'
294            thisStat = -1
295 +          haveSaneForceField = .false.
296            return
297         endif
298 <    endif
298 >    endif
299  
300      if (FF_uses_LJ) then
301        
107       call getRcut(rcut)
108
302         select case (LJMIXPOLICY)
303         case (LB_MIXING_RULE)
304 <          call init_lj_FF(LB_MIXING_RULE, rcut, my_status)            
304 >          call init_lj_FF(LB_MIXING_RULE, my_status)            
305         case (EXPLICIT_MIXING_RULE)
306 <          call init_lj_FF(EXPLICIT_MIXING_RULE, rcut, my_status)
306 >          call init_lj_FF(EXPLICIT_MIXING_RULE, my_status)
307         case default
308            write(default_error,*) 'unknown LJ Mixing Policy!'
309            thisStat = -1
310 +          haveSaneForceField = .false.
311            return            
312         end select
313         if (my_status /= 0) then
314            thisStat = -1
315 +          haveSaneForceField = .false.
316            return
317         end if
318 +       havePolicies = .true.
319      endif
320  
321      if (FF_uses_sticky) then
322         call check_sticky_FF(my_status)
323         if (my_status /= 0) then
324            thisStat = -1
325 +          haveSaneForceField = .false.
326            return
327         end if
328      endif
329 <    
329 >
330 >
331 >    if (FF_uses_EAM) then
332 >         call init_EAM_FF(my_status)
333 >       if (my_status /= 0) then
334 >          write(default_error, *) "init_EAM_FF returned a bad status"
335 >          thisStat = -1
336 >          haveSaneForceField = .false.
337 >          return
338 >       end if
339 >    endif
340 >
341      if (FF_uses_GB) then
342         call check_gb_pair_FF(my_status)
343         if (my_status .ne. 0) then
344            thisStat = -1
345 +          haveSaneForceField = .false.
346            return
347         endif
348      endif
349  
350      if (FF_uses_GB .and. FF_uses_LJ) then
351      endif
352 +    if (.not. haveNeighborList) then
353 +       !! Create neighbor lists
354 +       call expandNeighborList(nLocal, my_status)
355 +       if (my_Status /= 0) then
356 +          write(default_error,*) "SimSetup: ExpandNeighborList returned error."
357 +          thisStat = -1
358 +          return
359 +       endif
360 +       haveNeighborList = .true.
361 +    endif
362  
363 <
364 <    do_forces_initialized = .true.    
146 <
363 >    
364 >    
365    end subroutine init_FF
366    
367  
368    !! Does force loop over i,j pairs. Calls do_pair to calculates forces.
369    !------------------------------------------------------------->
370 <  subroutine do_force_loop(q, A, u_l, f, t, tau, pot, do_pot_c, do_stress_c, &
371 <       error)
370 >  subroutine do_force_loop(q, q_group, A, u_l, f, t, tau, pot, &
371 >       do_pot_c, do_stress_c, error)
372      !! Position array provided by C, dimensioned by getNlocal
373 <    real ( kind = dp ), dimension(3,getNlocal()) :: q
373 >    real ( kind = dp ), dimension(3, nLocal) :: q
374 >    !! molecular center-of-mass position array
375 >    real ( kind = dp ), dimension(3, nGroup) :: q_group
376      !! Rotation Matrix for each long range particle in simulation.
377 <    real( kind = dp), dimension(9,getNlocal()) :: A    
377 >    real( kind = dp), dimension(9, nLocal) :: A    
378      !! Unit vectors for dipoles (lab frame)
379 <    real( kind = dp ), dimension(3,getNlocal()) :: u_l
379 >    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: u_l
380      !! Force array provided by C, dimensioned by getNlocal
381 <    real ( kind = dp ), dimension(3,getNlocal()) :: f
381 >    real ( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: f
382      !! Torsion array provided by C, dimensioned by getNlocal
383 <    real( kind = dp ), dimension(3,getNlocal()) :: t    
383 >    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: t    
384 >
385      !! Stress Tensor
386      real( kind = dp), dimension(9) :: tau  
387      real ( kind = dp ) :: pot
388      logical ( kind = 2) :: do_pot_c, do_stress_c
389      logical :: do_pot
390      logical :: do_stress
391 +    logical :: in_switching_region
392   #ifdef IS_MPI
393      real( kind = DP ) :: pot_local
394      integer :: nrow
395      integer :: ncol
396 +    integer :: nprocs
397 +    integer :: nrow_group
398 +    integer :: ncol_group
399   #endif
175    integer :: nlocal
400      integer :: natoms    
401      logical :: update_nlist  
402      integer :: i, j, jbeg, jend, jnab
403 +    integer :: istart, iend, jstart
404 +    integer :: ia, jb, atom1, atom2
405      integer :: nlist
406 <    real( kind = DP ) ::  rijsq, rlistsq, rcutsq, rlist, rcut
407 <    real(kind=dp),dimension(3) :: d
406 >    real( kind = DP ) :: ratmsq, rgrpsq, rgrp, vpair, vij
407 >    real( kind = DP ) :: sw, dswdr, swderiv, mf
408 >    real(kind=dp),dimension(3) :: d_atm, d_grp, fpair, fij
409      real(kind=dp) :: rfpot, mu_i, virial
410 <    integer :: me_i
410 >    integer :: me_i, me_j, n_in_i, n_in_j
411      logical :: is_dp_i
412      integer :: neighborListSize
413      integer :: listerror, error
414      integer :: localError
415 +    integer :: propPack_i, propPack_j
416  
417 +    real(kind=dp) :: listSkin = 1.0  
418 +    
419      !! initialize local variables  
420 <
420 >    
421   #ifdef IS_MPI
422      pot_local = 0.0_dp
193    nlocal = getNlocal()
423      nrow   = getNrow(plan_row)
424      ncol   = getNcol(plan_col)
425 +    nrow_group   = getNrowGroup(plan_row)
426 +    ncol_group   = getNcolGroup(plan_col)
427   #else
197    nlocal = getNlocal()
428      natoms = nlocal
429   #endif
200  
201    call getRcut(rcut,rc2=rcutsq)
202    call getRlist(rlist,rlistsq)
430      
431 <    call check_initialization(localError)
431 >    call doReadyCheck(localError)
432      if ( localError .ne. 0 ) then
433 +       call handleError("do_force_loop", "Not Initialized")
434         error = -1
435         return
436      end if
437      call zero_work_arrays()
438 <
438 >        
439      do_pot = do_pot_c
440      do_stress = do_stress_c
441      
214
442      ! Gather all information needed by all force loops:
443      
444   #ifdef IS_MPI    
445 +    
446 +    call gather(q, q_Row, plan_row3d)
447 +    call gather(q, q_Col, plan_col3d)
448  
449 <    call gather(q,q_Row,plan_row3d)
450 <    call gather(q,q_Col,plan_col3d)
449 >    call gather(q_group, q_group_Row, plan_row_Group_3d)
450 >    call gather(q_group, q_group_Col, plan_col_Group_3d)
451          
452 <    if (FF_UsesDirectionalAtoms() .and. SimUsesDirectionalAtoms()) then
452 >    if (FF_UsesDirectionalAtoms() .and. SIM_uses_directional_atoms) then
453         call gather(u_l,u_l_Row,plan_row3d)
454         call gather(u_l,u_l_Col,plan_col3d)
455        
# Line 229 | Line 459 | contains
459      
460   #endif
461      
462 <    if (FF_RequiresPrepairCalc() .and. SimRequiresPrepairCalc()) then
462 >    !! Begin force loop timing:
463 > #ifdef PROFILE
464 >    call cpu_time(forceTimeInitial)
465 >    nloops = nloops + 1
466 > #endif
467 >    
468 >    if (FF_RequiresPrepairCalc() .and. SIM_requires_prepair_calc) then
469         !! See if we need to update neighbor lists
470 <       call checkNeighborList(nlocal, q, rcut, rlist, update_nlist)  
470 >
471 >       call checkNeighborList(nGroup, q_group, listSkin, update_nlist)
472 >
473         !! if_mpi_gather_stuff_for_prepair
474         !! do_prepair_loop_if_needed
475         !! if_mpi_scatter_stuff_from_prepair
476         !! if_mpi_gather_stuff_from_prepair_to_main_loop
477 <    else
478 <       !! See if we need to update neighbor lists
479 <       call checkNeighborList(nlocal, q, rcut, rlist, update_nlist)  
480 <    endif
481 <    
477 >      
478 >       !--------------------PREFORCE LOOP----------->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
479 >
480 >       if (update_nlist) then
481 >          
482 >          !! save current configuration, construct neighbor list,
483 >          !! and calculate forces
484 >          
485 >          call saveNeighborList(nGroup, q_group)
486 >          
487 >          neighborListSize = size(list)
488 >          nlist = 0      
489 >          
490 >          istart = 1
491 > #ifdef IS_MPI
492 >          iend = nrow_group
493 > #else
494 >          iend = nGroup - 1
495 > #endif
496 >          do i = istart, iend
497 >            
498 >             point(i) = nlist + 1
499 >            
500 >             n_in_i = groupStart(i+1) - groupStart(i)
501 >            
502 > #ifdef IS_MPI
503 >             jstart = 1
504 >             jend = ncol_group
505 > #else
506 >             jstart = i+1
507 >             jend = nGroup
508 > #endif
509 >             do j = jstart, jend
510 >                
511 > #ifdef IS_MPI
512 >                call get_interatomic_vector(q_group_Row(:,i), &
513 >                     q_group_Col(:,j), d_grp, rgrpsq)
514 > #else
515 >                call get_interatomic_vector(q_group(:,i), &
516 >                     q_group(:,j), d_grp, rgrpsq)
517 > #endif            
518 >                if (rgrpsq < rlistsq) then
519 >                   nlist = nlist + 1
520 >                  
521 >                   if (nlist > neighborListSize) then
522 >                      call expandNeighborList(nGroup, listerror)
523 >                      if (listerror /= 0) then
524 >                         error = -1
525 >                         write(DEFAULT_ERROR,*) "ERROR: nlist > list size and max allocations exceeded."
526 >                         return
527 >                      end if
528 >                      neighborListSize = size(list)
529 >                   endif
530 >                  
531 >                   list(nlist) = j                  
532 >                  
533 >                   call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
534 >                        in_switching_region)
535 >                  
536 >                   n_in_j = groupStart(j+1) - groupStart(j)
537 >                  
538 >                   do ia = groupStart(i), groupStart(i+1)-1
539 >                      atom1 = groupList(ia)
540 >                      
541 >                      prepair_inner1: do jb = groupStart(j), groupStart(j+1)-1
542 >                         atom2 = groupList(jb)                    
543 >                        
544 >                         if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle prepair_inner1
545 >                        
546 >                         if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
547 >                            d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
548 >                            ratmsq = rgrpsq
549 >                         else
550   #ifdef IS_MPI
551 +                            call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
552 +                                 q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
553 + #else
554 +                            call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
555 +                                 q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
556 + #endif
557 +                         endif
558 + #ifdef IS_MPI                      
559 +                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
560 +                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
561 +                              u_l, A, f, t, pot_local)
562 + #else
563 +                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
564 +                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
565 +                              u_l, A, f, t, pot)
566 + #endif                                              
567 +                      enddo prepair_inner1
568 +                   enddo
569 +                  
570 +                end if
571 +             enddo
572 +          enddo
573 +          
574 + #ifdef IS_MPI
575 +          point(nrow_group + 1) = nlist + 1
576 + #else
577 +          point(nGroup) = nlist + 1
578 + #endif
579 +          
580 +       else  !! (of update_check)
581 +          
582 +          ! use the list to find the neighbors
583 +          
584 +          istart = 1
585 + #ifdef IS_MPI
586 +          iend = nrow_group
587 + #else
588 +          iend = nGroup - 1
589 + #endif
590 +          
591 +          do i = istart, iend
592 +            
593 +             n_in_i = groupStart(i+1) - groupStart(i)
594 +            
595 +             JBEG = POINT(i)
596 +             JEND = POINT(i+1) - 1
597 +             ! check that group i has neighbors
598 +             if (jbeg .le. jend) then
599 +                
600 +                do jnab = jbeg, jend
601 +                   j = list(jnab)
602 +                  
603 + #ifdef IS_MPI
604 +                   call get_interatomic_vector(q_group_Row(:,i), &
605 +                        q_group_Col(:,j), d_grp, rgrpsq)
606 + #else
607 +                   call get_interatomic_vector(q_group(:,i), &
608 +                        q_group(:,j), d_grp, rgrpsq)
609 + #endif                                  
610 +                   call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
611 +                        in_switching_region)
612 +                  
613 +                   n_in_j = groupStart(j+1) - groupStart(j)
614 +                  
615 +                   do ia = groupStart(i), groupStart(i+1)-1
616 +                      atom1 = groupList(ia)
617 +                      
618 +                      prepair_inner2: do jb = groupStart(j), groupStart(j+1)-1
619 +                        
620 +                         atom2 = groupList(jb)                        
621 +                        
622 +                         if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle prepair_inner2
623 +                        
624 +                         if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
625 +                            d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
626 +                            ratmsq = rgrpsq
627 +                         else
628 + #ifdef IS_MPI
629 +                            call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
630 +                                 q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
631 + #else
632 +                            call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
633 +                                 q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
634 + #endif
635 +                         endif
636 +
637 + #ifdef IS_MPI                      
638 +                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
639 +                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
640 +                              u_l, A, f, t, pot_local)
641 + #else
642 +                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
643 +                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
644 +                              u_l, A, f, t, pot)
645 + #endif                                              
646 +                      enddo prepair_inner2
647 +                   enddo
648 +                enddo
649 +             endif
650 +          enddo
651 +       endif
652 +       !! Do rest of preforce calculations
653 +       !! do necessary preforce calculations  
654 +       call do_preforce(nlocal,pot)
655 +       ! we have already updated the neighbor list set it to false...
656 +       update_nlist = .false.
657 +    else
658 +       !! See if we need to update neighbor lists for non pre-pair
659 +       call checkNeighborList(nGroup, q_group, listSkin, update_nlist)  
660 +    end if
661      
662 +    !---------------------------------MAIN Pair LOOP->>>>>>>>>>>>>
663 +
664      if (update_nlist) then
665        
666         !! save current configuration, construct neighbor list,
667         !! and calculate forces
250       call saveNeighborList(nlocal, q)
668        
669 +       call saveNeighborList(nGroup, q_group)
670 +      
671         neighborListSize = size(list)
672         nlist = 0      
673 <      
674 <       do i = 1, nrow
673 >      
674 >       istart = 1
675 > #ifdef IS_MPI
676 >       iend = nrow_group
677 > #else
678 >       iend = nGroup - 1
679 > #endif
680 >       do i = istart, iend
681 >
682            point(i) = nlist + 1
683 +
684 +          n_in_i = groupStart(i+1) - groupStart(i)
685            
686 <          inner: do j = 1, ncol
686 > #ifdef IS_MPI
687 >          jstart = 1
688 >          jend = ncol_group
689 > #else
690 >          jstart = i+1
691 >          jend = nGroup
692 > #endif
693 >          do j = jstart, jend
694              
695 <             if (skipThisPair(i,j)) cycle inner
696 <            
697 <             call get_interatomic_vector(q_Row(:,i), q_Col(:,j), d, rijsq)
698 <            
699 <             if (rijsq <  rlistsq) then            
700 <                
695 > #ifdef IS_MPI
696 >             call get_interatomic_vector(q_group_Row(:,i), &
697 >                  q_group_Col(:,j), d_grp, rgrpsq)
698 > #else
699 >             call get_interatomic_vector(q_group(:,i), &
700 >                  q_group(:,j), d_grp, rgrpsq)
701 > #endif            
702 >             if (rgrpsq < rlistsq) then
703                  nlist = nlist + 1
704                  
705                  if (nlist > neighborListSize) then
706 <                   call expandNeighborList(nlocal, listerror)
706 >                   call expandNeighborList(nGroup, listerror)
707                     if (listerror /= 0) then
708                        error = -1
709                        write(DEFAULT_ERROR,*) "ERROR: nlist > list size and max allocations exceeded."
# Line 276 | Line 713 | contains
713                  endif
714                  
715                  list(nlist) = j
716 <                                
717 <                if (rijsq <  rcutsq) then
718 <                   call do_pair(i, j, rijsq, d, do_pot, do_stress, &
719 <                        u_l, A, f, t, pot_local)
720 <                endif
721 <             endif
285 <          enddo inner
286 <       enddo
716 >                
717 >                vij = 0.0d0
718 >                fij(1:3) = 0.0d0
719 >                
720 >                call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
721 >                     in_switching_region)
722  
723 <       point(nrow + 1) = nlist + 1
724 <      
725 <    else  !! (of update_check)
723 >                n_in_j = groupStart(j+1) - groupStart(j)
724 >                
725 >                do ia = groupStart(i), groupStart(i+1)-1
726 >                   atom1 = groupList(ia)
727 >                  
728 >                   inner1: do jb = groupStart(j), groupStart(j+1)-1
729 >                      atom2 = groupList(jb)                    
730  
731 <       ! use the list to find the neighbors
732 <       do i = 1, nrow
733 <          JBEG = POINT(i)
734 <          JEND = POINT(i+1) - 1
735 <          ! check thiat molecule i has neighbors
736 <          if (jbeg .le. jend) then
737 <            
738 <             do jnab = jbeg, jend
739 <                j = list(jnab)
731 >                      if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle inner1
732 >                      
733 >                      if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
734 >                         d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
735 >                         ratmsq = rgrpsq
736 >                      else
737 > #ifdef IS_MPI
738 >                         call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
739 >                              q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
740 > #else
741 >                         call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
742 >                              q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
743 > #endif
744 >                      endif
745 > #ifdef IS_MPI                      
746 >                      call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
747 >                           do_pot, &
748 >                           u_l, A, f, t, pot_local, vpair, fpair)
749 > #else
750 >                      call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
751 >                           do_pot,  &
752 >                           u_l, A, f, t, pot, vpair, fpair)
753 > #endif                      
754 >                      vij = vij + vpair
755 >                      fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
756  
757 <                call get_interatomic_vector(q_Row(:,i), q_Col(:,j), d, rijsq)
758 <                call do_pair(i, j, rijsq, d, do_pot, do_stress, &
304 <                     u_l, A, f, t, pot_local)
757 >                   enddo inner1
758 >                enddo
759  
760 <             enddo
761 <          endif
762 <       enddo
763 <    endif
764 <    
760 >                if (in_switching_region) then
761 >                   swderiv = vij*dswdr/rgrp
762 >                   fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
763 >                   fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
764 >                   fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
765 >                  
766 >                   do ia=groupStart(i), groupStart(i+1)-1
767 >                      atom1=groupList(ia)
768 >                      mf = mfact(atom1)                  
769 > #ifdef IS_MPI
770 >                      f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
771 >                      f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
772 >                      f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
773   #else
774 <    
775 <    if (update_nlist) then
776 <      
777 <       ! save current configuration, contruct neighbor list,
778 <       ! and calculate forces
779 <       call saveNeighborList(natoms, q)
780 <      
781 <       neighborListSize = size(list)
782 <  
783 <       nlist = 0
784 <      
785 <       do i = 1, natoms-1
786 <          point(i) = nlist + 1
787 <          
788 <          inner: do j = i+1, natoms
789 <            
790 <             if (skipThisPair(i,j))  cycle inner
791 <                          
792 <             call get_interatomic_vector(q(:,i), q(:,j), d, rijsq)
331 <          
332 <
333 <             if (rijsq <  rlistsq) then
334 <                
335 <                nlist = nlist + 1
336 <              
337 <                if (nlist > neighborListSize) then
338 <                   call expandNeighborList(natoms, listerror)
339 <                   if (listerror /= 0) then
340 <                      error = -1
341 <                      write(DEFAULT_ERROR,*) "ERROR: nlist > list size and max allocations exceeded."
342 <                      return
343 <                   end if
344 <                   neighborListSize = size(list)
774 >                      f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
775 >                      f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
776 >                      f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
777 > #endif                      
778 >                   enddo
779 >                  
780 >                   do jb=groupStart(j), groupStart(j+1)-1
781 >                      atom2=groupList(jb)
782 >                      mf = mfact(atom2)
783 > #ifdef IS_MPI
784 >                      f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
785 >                      f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
786 >                      f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
787 > #else
788 >                      f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
789 >                      f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
790 >                      f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
791 > #endif
792 >                   enddo                        
793                  endif
794 <                
795 <                list(nlist) = j
796 <                
797 <                if (rijsq <  rcutsq) then
798 <                   call do_pair(i, j, rijsq, d, do_pot, do_stress, &
351 <                        u_l, A, f, t, pot)
352 <                endif
353 <             endif
354 <          enddo inner
794 >
795 >                if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
796 >
797 >             end if
798 >          enddo
799         enddo
800 +
801 + #ifdef IS_MPI
802 +       point(nrow_group + 1) = nlist + 1
803 + #else
804 +       point(nGroup) = nlist + 1
805 + #endif
806        
807 <       point(natoms) = nlist + 1
807 >    else  !! (of update_check)
808        
359    else !! (update)
360      
809         ! use the list to find the neighbors
810 <       do i = 1, natoms-1
810 >
811 >       istart = 1
812 > #ifdef IS_MPI
813 >       iend = nrow_group
814 > #else
815 >       iend = nGroup - 1
816 > #endif
817 >
818 >       do i = istart, iend
819 >
820 >          n_in_i = groupStart(i+1) - groupStart(i)
821 >          
822            JBEG = POINT(i)
823            JEND = POINT(i+1) - 1
824 <          ! check thiat molecule i has neighbors
824 >          ! check that group i has neighbors
825            if (jbeg .le. jend) then
826              
827               do jnab = jbeg, jend
828                  j = list(jnab)
829 +                              
830 + #ifdef IS_MPI
831 +                call get_interatomic_vector(q_group_Row(:,i), &
832 +                     q_group_Col(:,j), d_grp, rgrpsq)
833 + #else
834 +                call get_interatomic_vector(q_group(:,i), &
835 +                     q_group(:,j), d_grp, rgrpsq)
836 + #endif                
837 +                vij = 0.0d0
838 +                fij(1:3) = 0.0d0
839  
840 <                call get_interatomic_vector(q(:,i), q(:,j), d, rijsq)
841 <                call do_pair(i, j, rijsq, d, do_pot, do_stress, &
842 <                     u_l, A, f, t, pot)
840 >                call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
841 >                     in_switching_region)
842 >                
843 >                n_in_j = groupStart(j+1) - groupStart(j)
844 >                
845 >                do ia = groupStart(i), groupStart(i+1)-1
846 >                   atom1 = groupList(ia)
847 >                  
848 >                   inner2: do jb = groupStart(j), groupStart(j+1)-1
849 >
850 >                      atom2 = groupList(jb)                        
851 >                      
852 >                      if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle inner2
853 >
854 >                      if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
855 >                         d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
856 >                         ratmsq = rgrpsq
857 >                      else
858 > #ifdef IS_MPI
859 >                         call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
860 >                              q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
861 > #else
862 >                         call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
863 >                              q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
864 > #endif
865 >                      endif
866 > #ifdef IS_MPI                      
867 >                      call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
868 >                           do_pot,  &
869 >                           u_l, A, f, t, pot_local, vpair, fpair)
870 > #else
871 >                      call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
872 >                           do_pot,  &
873 >                           u_l, A, f, t, pot, vpair, fpair)
874 > #endif                      
875 >                      vij = vij + vpair
876 >                      fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
877 >                                            
878 >                   enddo inner2
879 >                enddo
880 >                
881 >                if (in_switching_region) then
882 >                   swderiv = vij*dswdr/rgrp
883 >                   fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
884 >                   fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
885 >                   fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
886 >  
887 >                   do ia=groupStart(i), groupStart(i+1)-1
888 >                      atom1=groupList(ia)
889 >                      mf = mfact(atom1)
890 > #ifdef IS_MPI
891 >                      f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
892 >                      f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
893 >                      f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
894 > #else
895 >                      f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
896 >                      f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
897 >                      f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
898 > #endif
899 >                   enddo
900 >                  
901 >                   do jb=groupStart(j), groupStart(j+1)-1
902 >                      atom2=groupList(jb)
903 >                      mf = mfact(atom2)
904 > #ifdef IS_MPI
905 >                      f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
906 >                      f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
907 >                      f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
908 > #else
909 >                      f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
910 >                      f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
911 >                      f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
912 > #endif
913 >                   enddo
914 >                endif
915  
916 +                if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
917 +
918               enddo
919            endif
920         enddo
921      endif
922      
380 #endif
381    
923      ! phew, done with main loop.
924      
925 +    !! Do timing
926 + #ifdef PROFILE
927 +    call cpu_time(forceTimeFinal)
928 +    forceTime = forceTime + forceTimeFinal - forceTimeInitial
929 + #endif    
930 +    
931   #ifdef IS_MPI
932      !!distribute forces
933 <  
933 >    
934      f_temp = 0.0_dp
935      call scatter(f_Row,f_temp,plan_row3d)
936      do i = 1,nlocal
937         f(1:3,i) = f(1:3,i) + f_temp(1:3,i)
938      end do
939 <
939 >    
940      f_temp = 0.0_dp
941      call scatter(f_Col,f_temp,plan_col3d)
942      do i = 1,nlocal
943         f(1:3,i) = f(1:3,i) + f_temp(1:3,i)
944      end do
945      
946 <    if (FF_UsesDirectionalAtoms() .and. SimUsesDirectionalAtoms()) then
946 >    if (FF_UsesDirectionalAtoms() .and. SIM_uses_directional_atoms) then
947         t_temp = 0.0_dp
948         call scatter(t_Row,t_temp,plan_row3d)
949         do i = 1,nlocal
# Line 413 | Line 960 | contains
960      if (do_pot) then
961         ! scatter/gather pot_row into the members of my column
962         call scatter(pot_Row, pot_Temp, plan_row)
963 <
963 >      
964         ! scatter/gather pot_local into all other procs
965         ! add resultant to get total pot
966         do i = 1, nlocal
# Line 421 | Line 968 | contains
968         enddo
969        
970         pot_Temp = 0.0_DP
971 <
971 >      
972         call scatter(pot_Col, pot_Temp, plan_col)
973         do i = 1, nlocal
974            pot_local = pot_local + pot_Temp(i)
975         enddo
976 <
977 <    endif    
976 >      
977 >    endif
978   #endif
979 <
980 <    if (FF_RequiresPostpairCalc() .and. SimRequiresPostpairCalc()) then
979 >    
980 >    if (FF_RequiresPostpairCalc() .and. SIM_requires_postpair_calc) then
981        
982 <       if (FF_uses_RF .and. SimUsesRF()) then
982 >       if (FF_uses_RF .and. SIM_uses_RF) then
983            
984   #ifdef IS_MPI
985            call scatter(rf_Row,rf,plan_row3d)
# Line 442 | Line 989 | contains
989            end do
990   #endif
991            
992 <          do i = 1, getNlocal()
993 <
992 >          do i = 1, nLocal
993 >            
994               rfpot = 0.0_DP
995   #ifdef IS_MPI
996               me_i = atid_row(i)
997   #else
998               me_i = atid(i)
999   #endif
1000 <             call getElementProperty(atypes, me_i, "is_DP", is_DP_i)      
1001 <             if ( is_DP_i ) then
1002 <                call getElementProperty(atypes, me_i, "dipole_moment", mu_i)
1000 >            
1001 >             if (PropertyMap(me_i)%is_DP) then
1002 >                
1003 >                mu_i = PropertyMap(me_i)%dipole_moment
1004 >                
1005                  !! The reaction field needs to include a self contribution
1006                  !! to the field:
1007 <                call accumulate_self_rf(i, mu_i, u_l)            
1007 >                call accumulate_self_rf(i, mu_i, u_l)
1008                  !! Get the reaction field contribution to the
1009                  !! potential and torques:
1010                  call reaction_field_final(i, mu_i, u_l, rfpot, t, do_pot)
# Line 469 | Line 1018 | contains
1018            enddo
1019         endif
1020      endif
1021 <
1022 <
1021 >    
1022 >    
1023   #ifdef IS_MPI
1024 <
1024 >    
1025      if (do_pot) then
1026         pot = pot + pot_local
1027         !! we assume the c code will do the allreduce to get the total potential
1028         !! we could do it right here if we needed to...
1029      endif
1030 <
1030 >    
1031      if (do_stress) then
1032 <       call mpi_allreduce(tau_Temp, tau,9,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1032 >       call mpi_allreduce(tau_Temp, tau, 9,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1033              mpi_comm_world,mpi_err)
1034         call mpi_allreduce(virial_Temp, virial,1,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1035              mpi_comm_world,mpi_err)
1036      endif
1037 <
1037 >    
1038   #else
1039 <
1039 >    
1040      if (do_stress) then
1041         tau = tau_Temp
1042         virial = virial_Temp
1043      endif
1044 <
1044 >    
1045   #endif
1046      
1047 +    
1048    end subroutine do_force_loop
1049  
1050 <  subroutine do_pair(i, j, rijsq, d, do_pot, do_stress, u_l, A, f, t, pot)
1050 >  
1051 >  subroutine do_pair(i, j, rijsq, d, sw, do_pot, &
1052 >       u_l, A, f, t, pot, vpair, fpair)
1053  
1054 <    real( kind = dp ) :: pot
1055 <    real( kind = dp ), dimension(3,getNlocal()) :: u_l
1056 <    real (kind=dp), dimension(9,getNlocal()) :: A
1057 <    real (kind=dp), dimension(3,getNlocal()) :: f
1058 <    real (kind=dp), dimension(3,getNlocal()) :: t
1054 >    real( kind = dp ) :: pot, vpair, sw
1055 >    real( kind = dp ), dimension(3) :: fpair
1056 >    real( kind = dp ), dimension(nLocal)   :: mfact
1057 >    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: u_l
1058 >    real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: A
1059 >    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: f
1060 >    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: t
1061  
1062 <    logical, intent(inout) :: do_pot, do_stress
1062 >    logical, intent(inout) :: do_pot
1063      integer, intent(in) :: i, j
1064 <    real ( kind = dp ), intent(inout)    :: rijsq
1064 >    real ( kind = dp ), intent(inout) :: rijsq
1065      real ( kind = dp )                :: r
1066      real ( kind = dp ), intent(inout) :: d(3)
513    logical :: is_LJ_i, is_LJ_j
514    logical :: is_DP_i, is_DP_j
515    logical :: is_GB_i, is_GB_j
516    logical :: is_Sticky_i, is_Sticky_j
1067      integer :: me_i, me_j
1068  
1069      r = sqrt(rijsq)
1070 +    vpair = 0.0d0
1071 +    fpair(1:3) = 0.0d0
1072  
1073   #ifdef IS_MPI
1074 <
1074 >    if (tagRow(i) .eq. tagColumn(j)) then
1075 >       write(0,*) 'do_pair is doing', i , j, tagRow(i), tagColumn(j)
1076 >    endif
1077      me_i = atid_row(i)
1078      me_j = atid_col(j)
525
1079   #else
527
1080      me_i = atid(i)
1081      me_j = atid(j)
530
1082   #endif
1083 +    
1084 +    if (FF_uses_LJ .and. SIM_uses_LJ) then
1085 +      
1086 +       if ( PropertyMap(me_i)%is_LJ .and. PropertyMap(me_j)%is_LJ ) then
1087 +          !write(*,*) 'calling lj with'
1088 +          !write(*,*) i, j, r, rijsq
1089 +          !write(*,'(3es12.3)') d(1), d(2), d(3)
1090 +          !write(*,'(3es12.3)') sw, vpair, pot
1091 +          !write(*,*)
1092  
1093 <    if (FF_uses_LJ .and. SimUsesLJ()) then
1094 <       call getElementProperty(atypes, me_i, "is_LJ", is_LJ_i)
535 <       call getElementProperty(atypes, me_j, "is_LJ", is_LJ_j)
536 <
537 <       if ( is_LJ_i .and. is_LJ_j ) &
538 <            call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, pot, f, do_pot, do_stress)
539 <    endif
540 <
541 <    if (FF_uses_dipoles .and. SimUsesDipoles()) then
542 <       call getElementProperty(atypes, me_i, "is_DP", is_DP_i)
543 <       call getElementProperty(atypes, me_j, "is_DP", is_DP_j)
1093 >          call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, do_pot)
1094 >       endif
1095        
1096 <       if ( is_DP_i .and. is_DP_j ) then
1097 <          
1098 <          call do_dipole_pair(i, j, d, r, rijsq, pot, u_l, f, t, &
1099 <               do_pot, do_stress)
1100 <          if (FF_uses_RF .and. SimUsesRF()) then
1101 <             call accumulate_rf(i, j, r, u_l)
551 <             call rf_correct_forces(i, j, d, r, u_l, f, do_stress)
552 <          endif
553 <          
1096 >    endif
1097 >    
1098 >    if (FF_uses_charges .and. SIM_uses_charges) then
1099 >      
1100 >       if (PropertyMap(me_i)%is_Charge .and. PropertyMap(me_j)%is_Charge) then
1101 >          call do_charge_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, do_pot)
1102         endif
1103 +      
1104      endif
1105 +    
1106 +    if (FF_uses_dipoles .and. SIM_uses_dipoles) then
1107 +      
1108 +       if ( PropertyMap(me_i)%is_DP .and. PropertyMap(me_j)%is_DP) then
1109 +          call do_dipole_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, u_l, f, t, &
1110 +               do_pot)
1111 +          if (FF_uses_RF .and. SIM_uses_RF) then
1112 +             call accumulate_rf(i, j, r, u_l, sw)
1113 +             call rf_correct_forces(i, j, d, r, u_l, sw, f, fpair)
1114 +          endif          
1115 +       endif
1116  
1117 <    if (FF_uses_Sticky .and. SimUsesSticky()) then
1117 >    endif
1118  
1119 <       call getElementProperty(atypes, me_i, "is_Sticky", is_Sticky_i)
560 <       call getElementProperty(atypes, me_j, "is_Sticky", is_Sticky_j)
1119 >    if (FF_uses_Sticky .and. SIM_uses_sticky) then
1120  
1121 <       if ( is_Sticky_i .and. is_Sticky_j ) then
1122 <          call do_sticky_pair(i, j, d, r, rijsq, A, pot, f, t, &
1123 <               do_pot, do_stress)
1121 >       if ( PropertyMap(me_i)%is_Sticky .and. PropertyMap(me_j)%is_Sticky) then
1122 >          call do_sticky_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, A, f, t, &
1123 >               do_pot)
1124         endif
1125 +
1126      endif
1127  
1128  
1129 <    if (FF_uses_GB .and. SimUsesGB()) then
1129 >    if (FF_uses_GB .and. SIM_uses_GB) then
1130 >      
1131 >       if ( PropertyMap(me_i)%is_GB .and. PropertyMap(me_j)%is_GB) then
1132 >          call do_gb_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, u_l, f, t, &
1133 >               do_pot)
1134 >       endif
1135  
1136 <       call getElementProperty(atypes, me_i, "is_GB", is_GB_i)
572 <       call getElementProperty(atypes, me_j, "is_GB", is_GB_j)
1136 >    endif
1137        
1138 <       if ( is_GB_i .and. is_GB_j ) then
1139 <          call do_gb_pair(i, j, d, r, rijsq, u_l, pot, f, t, &
1140 <               do_pot, do_stress)          
1138 >    if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1139 >      
1140 >       if ( PropertyMap(me_i)%is_EAM .and. PropertyMap(me_j)%is_EAM) then
1141 >          call do_eam_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, &
1142 >               do_pot)
1143         endif
1144 +      
1145      endif
1146 <    
1146 >    
1147    end subroutine do_pair
1148  
1149 +  subroutine do_prepair(i, j, rijsq, d, sw, rcijsq, dc, &
1150 +       do_pot, do_stress, u_l, A, f, t, pot)
1151  
1152 <  subroutine get_interatomic_vector(q_i, q_j, d, r_sq)
1153 <    
1154 <    real (kind = dp), dimension(3) :: q_i
1155 <    real (kind = dp), dimension(3) :: q_j
1156 <    real ( kind = dp ), intent(out) :: r_sq
1157 <    real( kind = dp ) :: d(3)
1158 <    real( kind = dp ) :: d_old(3)
1159 <    d(1:3) = q_i(1:3) - q_j(1:3)
1160 <    d_old = d
1161 <    ! Wrap back into periodic box if necessary
1162 <    if ( SimUsesPBC() ) then
1163 <      
1164 <       d(1:3) = d(1:3) - box(1:3) * sign(1.0_dp,d(1:3)) * &
1165 <            int(abs(d(1:3)/box(1:3)) + 0.5_dp)
1166 <      
1167 <    endif
599 <    r_sq = dot_product(d,d)
600 <        
601 <  end subroutine get_interatomic_vector
1152 >   real( kind = dp ) :: pot, sw
1153 >   real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: u_l
1154 >   real (kind=dp), dimension(9,nLocal) :: A
1155 >   real (kind=dp), dimension(3,nLocal) :: f
1156 >   real (kind=dp), dimension(3,nLocal) :: t
1157 >  
1158 >   logical, intent(inout) :: do_pot, do_stress
1159 >   integer, intent(in) :: i, j
1160 >   real ( kind = dp ), intent(inout)    :: rijsq, rcijsq
1161 >   real ( kind = dp )                :: r, rc
1162 >   real ( kind = dp ), intent(inout) :: d(3), dc(3)
1163 >  
1164 >   logical :: is_EAM_i, is_EAM_j
1165 >  
1166 >   integer :: me_i, me_j
1167 >  
1168  
1169 <  subroutine check_initialization(error)
1170 <    integer, intent(out) :: error
1171 <    
1172 <    error = 0
1173 <    ! Make sure we are properly initialized.
608 <    if (.not. do_forces_initialized) then
609 <       error = -1
610 <       return
1169 >    r = sqrt(rijsq)
1170 >    if (SIM_uses_molecular_cutoffs) then
1171 >       rc = sqrt(rcijsq)
1172 >    else
1173 >       rc = r
1174      endif
1175 +  
1176  
1177   #ifdef IS_MPI
1178 <    if (.not. isMPISimSet()) then
1179 <       write(default_error,*) "ERROR: mpiSimulation has not been initialized!"
1180 <       error = -1
1181 <       return
1182 <    endif
1178 >   if (tagRow(i) .eq. tagColumn(j)) then
1179 >      write(0,*) 'do_prepair is doing', i , j, tagRow(i), tagColumn(j)
1180 >   endif
1181 >  
1182 >   me_i = atid_row(i)
1183 >   me_j = atid_col(j)
1184 >  
1185 > #else
1186 >  
1187 >   me_i = atid(i)
1188 >   me_j = atid(j)
1189 >  
1190   #endif
1191 <    
1192 <    return
622 <  end subroutine check_initialization
623 <
624 <  
625 <  subroutine zero_work_arrays()
626 <    
627 < #ifdef IS_MPI
628 <
629 <    q_Row = 0.0_dp
630 <    q_Col = 0.0_dp  
631 <    
632 <    u_l_Row = 0.0_dp
633 <    u_l_Col = 0.0_dp
634 <    
635 <    A_Row = 0.0_dp
636 <    A_Col = 0.0_dp
637 <    
638 <    f_Row = 0.0_dp
639 <    f_Col = 0.0_dp
640 <    f_Temp = 0.0_dp
1191 >  
1192 >   if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1193        
1194 <    t_Row = 0.0_dp
1195 <    t_Col = 0.0_dp
1196 <    t_Temp = 0.0_dp
1194 >      if (PropertyMap(me_i)%is_EAM .and. PropertyMap(me_j)%is_EAM) &
1195 >           call calc_EAM_prepair_rho(i, j, d, r, rijsq )
1196 >      
1197 >   endif
1198 >  
1199 > end subroutine do_prepair
1200  
1201 <    pot_Row = 0.0_dp
1202 <    pot_Col = 0.0_dp
1203 <    pot_Temp = 0.0_dp
1204 <
1205 <    rf_Row = 0.0_dp
1206 <    rf_Col = 0.0_dp
1207 <    rf_Temp = 0.0_dp
1201 >
1202 > subroutine do_preforce(nlocal,pot)
1203 >   integer :: nlocal
1204 >   real( kind = dp ) :: pot
1205 >  
1206 >   if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1207 >      call calc_EAM_preforce_Frho(nlocal,pot)
1208 >   endif
1209 >  
1210 >  
1211 > end subroutine do_preforce
1212 >
1213 >
1214 > subroutine get_interatomic_vector(q_i, q_j, d, r_sq)
1215 >  
1216 >   real (kind = dp), dimension(3) :: q_i
1217 >   real (kind = dp), dimension(3) :: q_j
1218 >   real ( kind = dp ), intent(out) :: r_sq
1219 >   real( kind = dp ) :: d(3), scaled(3)
1220 >   integer i
1221 >  
1222 >   d(1:3) = q_j(1:3) - q_i(1:3)
1223 >  
1224 >   ! Wrap back into periodic box if necessary
1225 >   if ( SIM_uses_PBC ) then
1226 >      
1227 >      if( .not.boxIsOrthorhombic ) then
1228 >         ! calc the scaled coordinates.
1229 >        
1230 >         scaled = matmul(HmatInv, d)
1231 >        
1232 >         ! wrap the scaled coordinates
1233 >        
1234 >         scaled = scaled  - anint(scaled)
1235 >        
1236 >        
1237 >         ! calc the wrapped real coordinates from the wrapped scaled
1238 >         ! coordinates
1239 >        
1240 >         d = matmul(Hmat,scaled)
1241 >        
1242 >      else
1243 >         ! calc the scaled coordinates.
1244 >        
1245 >         do i = 1, 3
1246 >            scaled(i) = d(i) * HmatInv(i,i)
1247 >            
1248 >            ! wrap the scaled coordinates
1249 >            
1250 >            scaled(i) = scaled(i) - anint(scaled(i))
1251 >            
1252 >            ! calc the wrapped real coordinates from the wrapped scaled
1253 >            ! coordinates
1254 >            
1255 >            d(i) = scaled(i)*Hmat(i,i)
1256 >         enddo
1257 >      endif
1258 >      
1259 >   endif
1260 >  
1261 >   r_sq = dot_product(d,d)
1262 >  
1263 > end subroutine get_interatomic_vector
1264 >
1265 > subroutine zero_work_arrays()
1266 >  
1267 > #ifdef IS_MPI
1268 >  
1269 >   q_Row = 0.0_dp
1270 >   q_Col = 0.0_dp
1271  
1272 +   q_group_Row = 0.0_dp
1273 +   q_group_Col = 0.0_dp  
1274 +  
1275 +   u_l_Row = 0.0_dp
1276 +   u_l_Col = 0.0_dp
1277 +  
1278 +   A_Row = 0.0_dp
1279 +   A_Col = 0.0_dp
1280 +  
1281 +   f_Row = 0.0_dp
1282 +   f_Col = 0.0_dp
1283 +   f_Temp = 0.0_dp
1284 +  
1285 +   t_Row = 0.0_dp
1286 +   t_Col = 0.0_dp
1287 +   t_Temp = 0.0_dp
1288 +  
1289 +   pot_Row = 0.0_dp
1290 +   pot_Col = 0.0_dp
1291 +   pot_Temp = 0.0_dp
1292 +  
1293 +   rf_Row = 0.0_dp
1294 +   rf_Col = 0.0_dp
1295 +   rf_Temp = 0.0_dp
1296 +  
1297   #endif
1298 <
1299 <    rf = 0.0_dp
1300 <    tau_Temp = 0.0_dp
1301 <    virial_Temp = 0.0_dp
1302 <  end subroutine zero_work_arrays
1303 <  
1304 <  function skipThisPair(atom1, atom2) result(skip_it)
1305 <    integer, intent(in) :: atom1
1306 <    integer, intent(in), optional :: atom2
1307 <    logical :: skip_it
1308 <    integer :: unique_id_1, unique_id_2
1309 <    integer :: me_i,me_j
1310 <    integer :: i
1311 <
1312 <    skip_it = .false.
1313 <    
1314 <    !! there are a number of reasons to skip a pair or a particle
1315 <    !! mostly we do this to exclude atoms who are involved in short
1316 <    !! range interactions (bonds, bends, torsions), but we also need
1317 <    !! to exclude some overcounted interactions that result from
1318 <    !! the parallel decomposition
1319 <    
1298 >
1299 >   if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1300 >      call clean_EAM()
1301 >   endif
1302 >  
1303 >   rf = 0.0_dp
1304 >   tau_Temp = 0.0_dp
1305 >   virial_Temp = 0.0_dp
1306 > end subroutine zero_work_arrays
1307 >
1308 > function skipThisPair(atom1, atom2) result(skip_it)
1309 >   integer, intent(in) :: atom1
1310 >   integer, intent(in), optional :: atom2
1311 >   logical :: skip_it
1312 >   integer :: unique_id_1, unique_id_2
1313 >   integer :: me_i,me_j
1314 >   integer :: i
1315 >  
1316 >   skip_it = .false.
1317 >  
1318 >   !! there are a number of reasons to skip a pair or a particle
1319 >   !! mostly we do this to exclude atoms who are involved in short
1320 >   !! range interactions (bonds, bends, torsions), but we also need
1321 >   !! to exclude some overcounted interactions that result from
1322 >   !! the parallel decomposition
1323 >  
1324   #ifdef IS_MPI
1325 <    !! in MPI, we have to look up the unique IDs for each atom
1326 <    unique_id_1 = tagRow(atom1)
1325 >   !! in MPI, we have to look up the unique IDs for each atom
1326 >   unique_id_1 = tagRow(atom1)
1327   #else
1328 <    !! in the normal loop, the atom numbers are unique
1329 <    unique_id_1 = atom1
1328 >   !! in the normal loop, the atom numbers are unique
1329 >   unique_id_1 = atom1
1330   #endif
1331 <
1332 <    !! We were called with only one atom, so just check the global exclude
1333 <    !! list for this atom
1334 <    if (.not. present(atom2)) then
1335 <       do i = 1, nExcludes_global
1336 <          if (excludesGlobal(i) == unique_id_1) then
1337 <             skip_it = .true.
1338 <             return
1339 <          end if
1340 <       end do
1341 <       return
1342 <    end if
1343 <    
1331 >  
1332 >   !! We were called with only one atom, so just check the global exclude
1333 >   !! list for this atom
1334 >   if (.not. present(atom2)) then
1335 >      do i = 1, nExcludes_global
1336 >         if (excludesGlobal(i) == unique_id_1) then
1337 >            skip_it = .true.
1338 >            return
1339 >         end if
1340 >      end do
1341 >      return
1342 >   end if
1343 >  
1344   #ifdef IS_MPI
1345 <    unique_id_2 = tagColumn(atom2)
1345 >   unique_id_2 = tagColumn(atom2)
1346   #else
1347 <    unique_id_2 = atom2
1347 >   unique_id_2 = atom2
1348   #endif
1349 <
1349 >  
1350   #ifdef IS_MPI
1351 <    !! this situation should only arise in MPI simulations
1352 <    if (unique_id_1 == unique_id_2) then
1353 <       skip_it = .true.
1354 <       return
1355 <    end if
1356 <    
1357 <    !! this prevents us from doing the pair on multiple processors
1358 <    if (unique_id_1 < unique_id_2) then
1359 <       if (mod(unique_id_1 + unique_id_2,2) == 0) then
1360 <          skip_it = .true.
1361 <          return
1362 <       endif
1363 <    else                
1364 <       if (mod(unique_id_1 + unique_id_2,2) == 1) then
1365 <          skip_it = .true.
1366 <          return
1367 <       endif
1368 <    endif
1351 >   !! this situation should only arise in MPI simulations
1352 >   if (unique_id_1 == unique_id_2) then
1353 >      skip_it = .true.
1354 >      return
1355 >   end if
1356 >  
1357 >   !! this prevents us from doing the pair on multiple processors
1358 >   if (unique_id_1 < unique_id_2) then
1359 >      if (mod(unique_id_1 + unique_id_2,2) == 0) then
1360 >         skip_it = .true.
1361 >         return
1362 >      endif
1363 >   else                
1364 >      if (mod(unique_id_1 + unique_id_2,2) == 1) then
1365 >         skip_it = .true.
1366 >         return
1367 >      endif
1368 >   endif
1369   #endif
1370 +  
1371 +   !! the rest of these situations can happen in all simulations:
1372 +   do i = 1, nExcludes_global      
1373 +      if ((excludesGlobal(i) == unique_id_1) .or. &
1374 +           (excludesGlobal(i) == unique_id_2)) then
1375 +         skip_it = .true.
1376 +         return
1377 +      endif
1378 +   enddo
1379 +  
1380 +   do i = 1, nSkipsForAtom(unique_id_1)
1381 +      if (skipsForAtom(unique_id_1, i) .eq. unique_id_2) then
1382 +         skip_it = .true.
1383 +         return
1384 +      endif
1385 +   end do
1386 +  
1387 +   return
1388 + end function skipThisPair
1389  
1390 <    !! the rest of these situations can happen in all simulations:
1391 <    do i = 1, nExcludes_global      
1392 <       if ((excludesGlobal(i) == unique_id_1) .or. &
1393 <            (excludesGlobal(i) == unique_id_2)) then
1394 <          skip_it = .true.
1395 <          return
1396 <       endif
1397 <    enddo
1390 > function FF_UsesDirectionalAtoms() result(doesit)
1391 >   logical :: doesit
1392 >   doesit = FF_uses_dipoles .or. FF_uses_sticky .or. &
1393 >        FF_uses_GB .or. FF_uses_RF
1394 > end function FF_UsesDirectionalAtoms
1395 >
1396 > function FF_RequiresPrepairCalc() result(doesit)
1397 >   logical :: doesit
1398 >   doesit = FF_uses_EAM
1399 > end function FF_RequiresPrepairCalc
1400 >
1401 > function FF_RequiresPostpairCalc() result(doesit)
1402 >   logical :: doesit
1403 >   doesit = FF_uses_RF
1404 > end function FF_RequiresPostpairCalc
1405 >
1406 > #ifdef PROFILE
1407 > function getforcetime() result(totalforcetime)
1408 >   real(kind=dp) :: totalforcetime
1409 >   totalforcetime = forcetime
1410 > end function getforcetime
1411 > #endif
1412 >
1413 > !! This cleans componets of force arrays belonging only to fortran
1414  
1415 <    do i = 1, nExcludes_local
1416 <       if (excludesLocal(1,i) == unique_id_1) then
1417 <          if (excludesLocal(2,i) == unique_id_2) then
1418 <             skip_it = .true.
1419 <             return
1420 <          endif
1421 <       else
1422 <          if (excludesLocal(1,i) == unique_id_2) then
1423 <             if (excludesLocal(2,i) == unique_id_1) then
1424 <                skip_it = .true.
1425 <                return
1426 <             endif
1427 <          endif
1428 <       endif
1429 <    end do
1430 <    
1431 <    return
1432 <  end function skipThisPair
1433 <
1434 <  function FF_UsesDirectionalAtoms() result(doesit)
1435 <    logical :: doesit
1436 <    doesit = FF_uses_dipoles .or. FF_uses_sticky .or. &
1437 <         FF_uses_GB .or. FF_uses_RF
1438 <  end function FF_UsesDirectionalAtoms
757 <  
758 <  function FF_RequiresPrepairCalc() result(doesit)
759 <    logical :: doesit
760 <    doesit = FF_uses_EAM
761 <  end function FF_RequiresPrepairCalc
762 <  
763 <  function FF_RequiresPostpairCalc() result(doesit)
764 <    logical :: doesit
765 <    doesit = FF_uses_RF
766 <  end function FF_RequiresPostpairCalc
767 <  
1415 > subroutine add_stress_tensor(dpair, fpair)
1416 >  
1417 >   real( kind = dp ), dimension(3), intent(in) :: dpair, fpair
1418 >  
1419 >   ! because the d vector is the rj - ri vector, and
1420 >   ! because fx, fy, fz are the force on atom i, we need a
1421 >   ! negative sign here:  
1422 >  
1423 >   tau_Temp(1) = tau_Temp(1) - dpair(1) * fpair(1)
1424 >   tau_Temp(2) = tau_Temp(2) - dpair(1) * fpair(2)
1425 >   tau_Temp(3) = tau_Temp(3) - dpair(1) * fpair(3)
1426 >   tau_Temp(4) = tau_Temp(4) - dpair(2) * fpair(1)
1427 >   tau_Temp(5) = tau_Temp(5) - dpair(2) * fpair(2)
1428 >   tau_Temp(6) = tau_Temp(6) - dpair(2) * fpair(3)
1429 >   tau_Temp(7) = tau_Temp(7) - dpair(3) * fpair(1)
1430 >   tau_Temp(8) = tau_Temp(8) - dpair(3) * fpair(2)
1431 >   tau_Temp(9) = tau_Temp(9) - dpair(3) * fpair(3)
1432 >  
1433 >   !write(*,'(6es12.3)')  fpair(1:3), tau_Temp(1), tau_Temp(5), tau_temp(9)
1434 >   virial_Temp = virial_Temp + &
1435 >        (tau_Temp(1) + tau_Temp(5) + tau_Temp(9))
1436 >  
1437 > end subroutine add_stress_tensor
1438 >
1439   end module do_Forces
1440 +

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