Fix incorrect AWH free-energy output with multiple walkers
[alexxy/gromacs.git] / CMakeLists.txt
1 #
2 # This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
3 #
4 # Copyright (c) 2009,2010,2011,2012,2013,2014, The GROMACS development team.
5 # Copyright (c) 2015,2016,2017,2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
6 # Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
7 # and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
8 # top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
9 #
10 # GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
11 # modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
12 # as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
13 # of the License, or (at your option) any later version.
14 #
15 # GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
16 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18 # Lesser General Public License for more details.
19 #
20 # You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21 # License along with GROMACS; if not, see
22 # http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
23 # Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
24 #
25 # If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
26 # consider that scientific software is very special. Version
27 # control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
28 # consider code for inclusion in the official distribution, but
29 # derived work must not be called official GROMACS. Details are found
30 # in the README & COPYING files - if they are missing, get the
31 # official version at http://www.gromacs.org.
32 #
33 # To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
34 # the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
35
36 cmake_minimum_required(VERSION 3.9.6)
37 if(POLICY CMP0074) #3.12
38     cmake_policy(SET CMP0074 NEW)
39 endif()
40 cmake_policy(SET CMP0068 NEW) # From CMake-3.9
41
42 # CMake modules/macros are in a subdirectory to keep this file cleaner
43 # This needs to be set before project() in order to pick up toolchain files
44 list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake/Platform)
45
46 if(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin")
47     # Providing a default value >=10.9 helps to find modern C++ compatibility,
48     # such as by defaulting to the Clang libc++ instead of libstdc++.
49     set(CMAKE_OSX_DEPLOYMENT_TARGET 10.9 CACHE STRING
50         "OS X deployment target affects default SDK version and compiler flags."
51         FORCE)
52     # By default, limit the binary architecture to a single 64-bit build.
53     set(CMAKE_OSX_ARCHITECTURES x86_64 CACHE STRING
54         "OS X architecture affects the compatibility of the (potentially fat) binaries produced."
55         FORCE)
56 endif()
57
58 project(Gromacs)
59
60 set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
61 set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
62 set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)
63
64 include(gmxManageCcache)
65
66 set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
67 set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
68 set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
69
70 find_package(LibStdCpp)
71
72 # Set up common version variables, as well as general information about
73 # the build tree (whether the build is from a source package or from a git
74 # repository).  Also declares a few functions that will be used for generating
75 # version info files later.
76 include(gmxBuildTreeInfo)
77 include(gmxVersionInfo)
78
79 if(CMAKE_INSTALL_PREFIX_INITIALIZED_TO_DEFAULT AND UNIX)
80     set(CMAKE_INSTALL_PREFIX "/usr/local/gromacs" CACHE STRING "Installation prefix (installation will need write permissions here)" FORCE)
81 endif()
82 if("${CMAKE_INSTALL_PREFIX}" STREQUAL "${CMAKE_BINARY_DIR}")
83     message(FATAL_ERROR "GROMACS cannot be installed into the build tree, choose a different location for CMAKE_INSTALL_PREFIX")
84 endif()
85
86 include(gmxBuildTypeReference)
87 include(gmxBuildTypeProfile)
88 include(gmxBuildTypeTSAN)
89 include(gmxBuildTypeASAN)
90 include(gmxBuildTypeMSAN)
91 include(gmxBuildTypeReleaseWithAssert)
92
93 if(NOT CMAKE_BUILD_TYPE)
94     set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release" CACHE STRING "Choose the type of build, options are: Debug Release RelWithDebInfo MinSizeRel Reference RelWithAssert Profile TSAN ASAN MSAN." FORCE)
95     # Set the possible values of build type for cmake-gui
96     set_property(CACHE CMAKE_BUILD_TYPE PROPERTY STRINGS "Debug" "Release"
97         "MinSizeRel" "RelWithDebInfo" "Reference" "RelWithAssert" "Profile" "TSAN" "ASAN" "MSAN")
98 endif()
99 if(CMAKE_CONFIGURATION_TYPES)
100     # Add appropriate GROMACS-specific build types for the Visual
101     # Studio generator (Debug, Release, MinSizeRel and RelWithDebInfo
102     # are already present by default).
103     list(APPEND CMAKE_CONFIGURATION_TYPES "RelWithAssert" "Reference")
104     list(REMOVE_DUPLICATES CMAKE_CONFIGURATION_TYPES)
105     set(CMAKE_CONFIGURATION_TYPES "${CMAKE_CONFIGURATION_TYPES}" CACHE STRING
106         "List of configuration types"
107         FORCE)
108 endif()
109 set(build_types_with_explicit_flags RELEASE DEBUG RELWITHDEBINFO RELWITHASSERT MINSIZEREL PROFILE)
110
111 set_property(GLOBAL PROPERTY FIND_LIBRARY_USE_LIB64_PATHS ON)
112
113 include(gmxCTestUtilities)
114 gmx_ctest_init()
115
116 include(gmxCPackUtilities)
117 gmx_cpack_init()
118
119 # Variables that accumulate stuff influencing the installed headers
120 set(INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS "")
121 set(INSTALLED_HEADER_DEFINITIONS "")
122
123 ########################################################################
124 # Global non-cache variables for implementing the build system
125 ########################################################################
126
127 # These variables collect libraries that GROMACS requires for
128 # linking. They should be appended to with list(APPEND ${name}
129 # new-library) calls. They are:
130 #  - Libraries that are required for libgromacs (only)
131 set(GMX_EXTRA_LIBRARIES "")
132 #  - Libraries that are required for all code in the repository
133 set(GMX_COMMON_LIBRARIES "")
134 #  - Libraries that all code linked against libgromacs needs
135 #    (i.e., something that is exposed in installed headers).
136 set(GMX_PUBLIC_LIBRARIES "")
137
138 ########################################################################
139 # Check and warn if cache generated on a different host is being reused
140 ########################################################################
141 if(CMAKE_HOST_UNIX)
142     execute_process(COMMAND hostname
143                     OUTPUT_VARIABLE TMP_HOSTNAME
144                     OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE)
145     # Only check for host name if not running in a CI environment, as the cache might
146     # be reused there between different machines in different stages
147     if(GMX_BUILD_HOSTNAME AND NOT "${GMX_BUILD_HOSTNAME}" STREQUAL "${TMP_HOSTNAME}"
148             AND NOT DEFINED ENV{CI_JOB_ID})
149         message(WARNING "
150             The CMake cache, probably generated on a different host (${GMX_BUILD_HOSTNAME}),
151             is being reused! This could lead to inconsistencies; therefore, it is
152             recommended to regenerate the cache!")
153     endif()
154     set(GMX_BUILD_HOSTNAME "${TMP_HOSTNAME}" CACHE INTERNAL
155             "Hostname of the machine where the cache was generated.")
156 endif()
157
158 ########################################################################
159 # Detect architecture before setting options so we can alter defaults
160 ########################################################################
161 # Detect the architecture the compiler is targetting, detect
162 # SIMD instructions possibilities on that hardware, suggest SIMD instruction set
163 # to use if none is specified, and populate the cache option for CPU
164 # SIMD.
165 include(gmxDetectTargetArchitecture)
166 gmx_detect_target_architecture()
167
168 ########################################################################
169 # User input options                                                   #
170 ########################################################################
171 include(gmxOptionUtilities)
172
173 set(CMAKE_PREFIX_PATH "" CACHE STRING "Extra locations to search for external libraries and tools (give directory without lib, bin, or include)")
174
175 # Fujitsu only has SIMD in double precision, so this will be faster
176 gmx_set_boolean(GMX_DOUBLE_DEFAULT GMX_TARGET_FUJITSU_SPARC64)
177 option(GMX_DOUBLE "Use double precision (much slower, use only if you really need it)" ${GMX_DOUBLE_DEFAULT})
178 option(GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION "Accept single precision 1/sqrt(x) when using Fujitsu HPC-ACE SIMD" OFF)
179 mark_as_advanced(GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION)
180
181 option(GMX_MPI    "Build a parallel (message-passing) version of GROMACS" OFF)
182 option(GMX_THREAD_MPI  "Build a thread-MPI-based multithreaded version of GROMACS (not compatible with MPI)" ON)
183 gmx_dependent_option(
184     GMX_MPI_IN_PLACE
185     "Enable MPI_IN_PLACE for MPIs that have it defined"
186     ON
187     GMX_MPI)
188 mark_as_advanced(GMX_MPI_IN_PLACE)
189
190 option(GMX_MIMIC "Enable MiMiC QM/MM interface (CPMD is required)" OFF)
191
192 option(GMX_FAHCORE "Build a library with mdrun functionality" OFF)
193 mark_as_advanced(GMX_FAHCORE)
194
195 option(GMX_COOL_QUOTES "Enable GROMACS cool quotes" ON)
196 mark_as_advanced(GMX_COOL_QUOTES)
197 gmx_add_cache_dependency(GMX_COOL_QUOTES BOOL "NOT GMX_FAHCORE" OFF)
198
199 option(GMX_USE_OPENCL "Enable OpenCL acceleration" OFF)
200
201 option(GMX_INSTALL_LEGACY_API "Install legacy headers" OFF)
202
203 # The earliest version of the CUDA toolkit that supports c++14 is 9.0
204 set(REQUIRED_CUDA_VERSION 9.0)
205 set(REQUIRED_CUDA_COMPUTE_CAPABILITY 3.0)
206
207 # OpenCL required version: 1.2 or newer
208 set(REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION_MAJOR 1)
209 set(REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION_MINOR 2)
210 set(REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION ${REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION_MAJOR}.${REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION_MINOR})
211
212 if(NOT GMX_USE_OPENCL)
213     # CUDA detection is done only if GMX_USE_OPENCL is OFF.
214     include(gmxManageGPU)
215     set(GMX_USE_CUDA ${GMX_GPU})
216     if(GMX_GPU)
217         set(GMX_GPU_ACCELERATION_FRAMEWORK "GMX_GPU_CUDA")
218     else()
219         set(GMX_GPU_ACCELERATION_FRAMEWORK "GMX_GPU_NONE")
220     endif()
221 else()
222     #Now the OpenCL path (for both AMD and NVIDIA)
223     if(GMX_GPU)
224         include(gmxManageOpenCL)
225         set(GMX_GPU_ACCELERATION_FRAMEWORK "GMX_GPU_OPENCL")
226     else()
227         message(FATAL_ERROR "OpenCL requested but GPU option is not enabled (try -DGMX_GPU=on) ")
228     endif()
229 endif()
230
231 gmx_option_multichoice(
232     GMX_SIMD
233     "SIMD instruction set for CPU kernels and compiler optimization"
234     "AUTO"
235     AUTO None SSE2 SSE4.1 AVX_128_FMA AVX_256 AVX2_256 AVX2_128 AVX_512 AVX_512_KNL MIC ARM_NEON ARM_NEON_ASIMD IBM_VMX IBM_VSX Sparc64_HPC_ACE Reference)
236
237 if(GMX_TARGET_MIC)
238     set(GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT "mkl")
239 else()
240     set(GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT "fftw3")
241 endif()
242
243 gmx_option_multichoice(
244     GMX_FFT_LIBRARY
245     "FFT library"
246     "${GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT}"
247     fftw3 mkl "fftpack[built-in]")
248 gmx_dependent_option(
249     GMX_BUILD_OWN_FFTW
250     "Download and build FFTW 3 during the GROMACS build process, rather than fall back on the really slow fftpack."
251     OFF
252     "GMX_FFT_LIBRARY STREQUAL FFTW3")
253 gmx_dependent_option(
254     GMX_DISABLE_FFTW_MEASURE
255     "Do not optimize FFTW setups (not needed with SSE)"
256     OFF
257     "GMX_FFT_LIBRARY STREQUAL FFTW3")
258 mark_as_advanced(GMX_BUILD_OWN_FFTW)
259 mark_as_advanced(GMX_DISABLE_FFTW_MEASURE)
260
261 gmx_option_multichoice(
262     GMX_QMMM_PROGRAM
263     "QM package for QM/MM"
264     None
265     none gaussian mopac gamess orca)
266
267 gmx_dependent_cache_variable(GMX_SIMD_REF_FLOAT_WIDTH  "Reference SIMD single precision width" STRING "4" "GMX_SIMD STREQUAL REFERENCE")
268 gmx_dependent_cache_variable(GMX_SIMD_REF_DOUBLE_WIDTH "Reference SIMD double precision width" STRING "2" "GMX_SIMD STREQUAL REFERENCE")
269
270 # This should be moved to a separate NBNXN cmake module when that code is cleaned up and modularized
271
272 option(GMX_BROKEN_CALLOC "Work around broken calloc()" OFF)
273 mark_as_advanced(GMX_BROKEN_CALLOC)
274
275 option(GMX_OPENMP "Enable OpenMP-based multithreading" ON)
276
277 option(GMX_USE_TNG "Use the TNG library for trajectory I/O" ON)
278
279 option(GMX_BUILD_MDRUN_ONLY "Build and install only the mdrun binary" OFF)
280
281 option(GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS "Enable cycle subcounters to get a more detailed cycle timings" OFF)
282 mark_as_advanced(GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS)
283
284 option(GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS "Don't automatically add suggested/required Compiler flags." OFF)
285 mark_as_advanced(GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS)
286
287 option(GMX_BUILD_FOR_COVERAGE
288        "Tune build for better code coverage metrics (e.g., disable asserts)"
289        OFF)
290 mark_as_advanced(GMX_BUILD_FOR_COVERAGE)
291
292 option(GMX_DEVELOPER_BUILD
293     "Enable Developer convenience features: always build unit-tests"
294     OFF)
295 mark_as_advanced(GMX_DEVELOPER_BUILD)
296
297 gmx_set_boolean(GMX_COMPILER_WARNINGS_DEFAULT "NOT SOURCE_IS_SOURCE_DISTRIBUTION")
298 option(GMX_COMPILER_WARNINGS
299     "Enable a default set of compiler warnings"
300     ${GMX_COMPILER_WARNINGS_DEFAULT})
301 mark_as_advanced(GMX_COMPILER_WARNINGS)
302 # Always turn on compiler warnings with a developer build.
303 gmx_add_cache_dependency(GMX_COMPILER_WARNINGS BOOL "NOT GMX_DEVELOPER_BUILD" ON)
304
305 option(GMX_BUILD_SHARED_EXE
306     "Build exectuables as shared binaries. If not set, this disables rpath and dynamic linker flags in an attempt to build a static binary, but this may require setting up the toolchain properly and making appropriate libraries available."
307     ON)
308 mark_as_advanced(GMX_BUILD_SHARED_EXE)
309
310 option(GMX_PHYSICAL_VALIDATION
311        "Include physical validation tests in ctest environment. These can then be called using 'make check-phys' or
312        'make check-all'. Warning: Running the physical validation tests takes significantly more time than other tests!"
313        OFF)
314 mark_as_advanced(GMX_PHYSICAL_VALIDATION)
315
316 ######################################################################
317 # Detect OpenMP support
318 ######################################################################
319 # The OpenMP detection _must_ come before tests for other CFLAGS.
320 include(gmxManageOpenMP)
321
322
323
324 ######################################################################
325 # Compiler tests
326 # These need to be done early (before further tests).
327 #####################################################################
328
329 include(gmxCFlags)
330 gmx_c_flags()
331
332 # These variables should be used for CMake-style lists (ie. separated
333 # by semicolons) of additional compiler flags which are not generated
334 # in gmxCFlags nor are SIMD or MPI related.
335 #
336 # TODO These variables should be consolidated into
337 # EXTRA_COMPILER_FLAGS so that we we don't perpetrate bugs where
338 # things that work in C compilation (e.g. merging from old branches)
339 # might not also work for C++ compilation.
340 set(EXTRA_C_FLAGS "")
341 set(EXTRA_CXX_FLAGS "")
342
343 # Run through a number of tests for buggy compilers and other issues
344 include(gmxTestCompilerProblems)
345 gmx_test_compiler_problems()
346
347 # Implement double-precision option. This is complicated because we
348 # need installed headers to use the precision mode of the build that
349 # produced the library, but cannot use config.h in that case. We also
350 # want such variables to always have a definition, because #if is more
351 # robust than #ifdef. So, we put this value on the compiler command
352 # line in all cases.
353 #
354 # GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION does not need to be handled here,
355 # because no installed header needs it
356 if(GMX_DOUBLE)
357     set(GMX_DOUBLE_VALUE 1)
358 else()
359     set(GMX_DOUBLE_VALUE 0)
360 endif()
361 add_definitions(-DGMX_DOUBLE=${GMX_DOUBLE_VALUE})
362 list(APPEND INSTALLED_HEADER_DEFINITIONS "-DGMX_DOUBLE=${GMX_DOUBLE_VALUE}")
363
364 option(GMX_IMD "Enable Interactive Molecular Dynamics (IMD) sessions, e.g. with VMD" ON)
365 if(GMX_IMD AND WIN32)
366     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES "wsock32")
367 endif()
368
369
370
371 ########################################################################
372 # Basic system tests (standard libraries, headers, functions, types)   #
373 ########################################################################
374 include(CheckIncludeFiles)
375 include(CheckIncludeFileCXX)
376 check_include_files(unistd.h     HAVE_UNISTD_H)
377 check_include_files(pwd.h        HAVE_PWD_H)
378 check_include_files(dirent.h     HAVE_DIRENT_H)
379 check_include_files(time.h       HAVE_TIME_H)
380 check_include_files(sys/time.h   HAVE_SYS_TIME_H)
381 check_include_files(io.h         HAVE_IO_H)
382 check_include_files(sched.h      HAVE_SCHED_H)
383 check_include_files(xmmintrin.h  HAVE_XMMINTRIN_H)
384
385 include(CheckCXXSymbolExists)
386 check_cxx_symbol_exists(gettimeofday      sys/time.h   HAVE_GETTIMEOFDAY)
387 check_cxx_symbol_exists(sysconf           unistd.h     HAVE_SYSCONF)
388 check_cxx_symbol_exists(nice              unistd.h     HAVE_NICE)
389 check_cxx_symbol_exists(fsync             unistd.h     HAVE_FSYNC)
390 check_cxx_symbol_exists(_fileno           stdio.h      HAVE__FILENO)
391 check_cxx_symbol_exists(fileno            stdio.h      HAVE_FILENO)
392 check_cxx_symbol_exists(_commit           io.h         HAVE__COMMIT)
393 check_cxx_symbol_exists(sigaction         signal.h     HAVE_SIGACTION)
394
395 # We cannot check for the __builtins as symbols, but check if code compiles
396 check_cxx_source_compiles("int main(){ return __builtin_clz(1);}"   HAVE_BUILTIN_CLZ)
397 check_cxx_source_compiles("int main(){ return __builtin_clzll(1);}" HAVE_BUILTIN_CLZLL)
398 if(MSVC)
399     check_cxx_source_compiles("#include <intrin.h>\n int main(){unsigned long r;unsigned long i=1;_BitScanReverse(&r,i);return r;}" HAVE_BITSCANREVERSE)
400     check_cxx_source_compiles("#include <intrin.h>\n int main(){unsigned long r;unsigned __int64 i=1;_BitScanReverse64(&r,i);return r;}" HAVE_BITSCANREVERSE64)
401 elseif(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "XL")
402     check_cxx_source_compiles("int main(){ return __cntlz4(1);}" HAVE_CNTLZ4)
403     check_cxx_source_compiles("int main(){ return __cntlz8(1);}" HAVE_CNTLZ8)
404 endif()
405
406 include(CheckLibraryExists)
407 find_library(HAVE_LIBM m)
408 mark_as_advanced(HAVE_LIBM)
409 check_library_exists(rt clock_gettime "" HAVE_CLOCK_GETTIME)
410 check_library_exists(m feenableexcept "" HAVE_FEENABLEEXCEPT)
411 check_library_exists(m fedisableexcept "" HAVE_FEDISABLEEXCEPT)
412
413 include(TestSchedAffinity)
414 test_sched_affinity(HAVE_SCHED_AFFINITY)
415
416 # Aligned memory allocation. We need to check for both mm_malloc(),
417 # posix_memalign(), memalign(), and on windows also _aligned_malloc()
418 include(gmxTestMMMalloc)
419 gmx_test_mm_malloc(HAVE__MM_MALLOC)
420 check_cxx_symbol_exists(posix_memalign    stdlib.h     HAVE_POSIX_MEMALIGN)
421 check_cxx_symbol_exists(memalign          stdlib.h     HAVE_MEMALIGN)
422 if(MSVC)
423     # No need to waste time on this test on platforms where it will never be true
424     check_cxx_symbol_exists(_aligned_malloc   stdlib.h     HAVE__ALIGNED_MALLOC)
425 endif()
426
427 include(TestBigEndian)
428 test_big_endian(GMX_INTEGER_BIG_ENDIAN)
429
430 gmx_set_boolean(GMX_USE_NICE "HAVE_UNISTD_H AND HAVE_NICE")
431
432 # Management of GROMACS options for specific toolchains should go
433 # here. Because the initial settings for some of the main options have
434 # already happened, but things like library detection and MPI compiler
435 # feature detection have not, the docstrings for any over-rides of
436 # GROMACS defaults or user settings will make sense. Also, any
437 # toolchain-related reasons for choosing whether to detect various
438 # things can be sorted out now, before the detection takes place.
439 if(GMX_TARGET_FUJITSU_SPARC64)
440     include(gmxManageFujitsuSparc64)
441 endif()
442
443 ########################################################################
444 #Process MPI settings
445 ########################################################################
446 include(gmxManageMPI)
447
448 ########################################################################
449 #Process MiMiC settings
450 ########################################################################
451 include(gmxManageMimic)
452
453 ########################################################################
454 #Process shared/static library settings
455 ########################################################################
456 include(gmxManageSharedLibraries)
457
458
459 ########################################################################
460 # Find external packages                                               #
461 ########################################################################
462
463 # Unconditionally find the package, as it is also required for unit
464 # tests. This exports LIBXML2_FOUND, which we should not use because
465 # it does not tell us that linking will succeed. Instead, we test that
466 # next.
467 #if(DEFINED LIBXML2_LIBRARIES)
468 #  set(LibXml2_FIND_QUIETLY TRUE)
469 #endif()
470 #find_package(LibXml2)
471 #include(gmxTestLibXml2)
472 #gmx_test_libxml2(HAVE_LIBXML2)
473 #option(GMX_XML "Use libxml2 to parse xml files (currently has no effect)" ${HAVE_LIBXML2})
474 #set(PKG_XML "")
475 #mark_as_advanced(GMX_XML)
476 # Don't actually do anything, since libxml2 is currently not used by libgromacs
477 #if(GMX_XML AND NOT HAVE_LIBXML2)
478 #    message(FATAL_ERROR "libxml2 not found. Set GMX_XML=OFF to compile without XML support")
479 #endif()
480 #if(GMX_XML)
481 #    include_directories(${LIBXML2_INCLUDE_DIR})
482 #    set(PKG_XML libxml-2.0)
483 #    set(XML_LIBRARIES ${LIBXML2_LIBRARIES})
484 #endif()
485
486 gmx_option_trivalue(
487     GMX_HWLOC
488     "Use hwloc portable hardware locality library"
489     "AUTO")
490
491 if (GMX_HWLOC)
492     # Find quietly the second time.
493     if (HWLOC_FIND_QUIETLY_AFTER_FIRST_RUN)
494         set(HWLOC_FIND_QUIETLY TRUE)
495     endif()
496     find_package(HWLOC 1.5) 
497
498     if (HWLOC_FOUND)
499         if (HWLOC_LIBRARIES MATCHES ".a$")
500             set(_STATIC_HWLOC TRUE)
501         endif()
502
503         gmx_check_if_changed(HWLOC_FOUND_CHANGED HWLOC_FOUND)
504         if (_STATIC_HWLOC AND HWLOC_FOUND_CHANGED AND NOT GMX_HWLOC_FORCE)
505             message(STATUS "Static hwloc library found, will not attempt using it as it could lead to link-time errors. To use the detected library, manually set GMX_HWLOC=ON and you will likely have to pass appropriate linker flags too to satisfy the link-time dependencies of your hwloc library. Try \"pkg-config --libs --static hwloc\" for suggestions on what you will need.")
506             set(GMX_USE_HWLOC OFF)
507         else()
508             set(GMX_USE_HWLOC ON)
509         endif()
510
511         if (GMX_USE_HWLOC)
512             include_directories(SYSTEM ${HWLOC_INCLUDE_DIRS})
513             list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES ${HWLOC_LIBRARIES})
514         endif()
515     elseif(GMX_HWLOC_FORCE)
516         message(FATAL_ERROR "HWLOC package support required, but not found.")
517     endif()
518
519     set(HWLOC_FIND_QUIETLY_AFTER_FIRST_RUN TRUE CACHE INTERNAL "Be quiet during future attempts to find HWLOC")
520 endif()
521
522 option(GMX_EXTERNAL_TINYXML2 "Use external TinyXML-2 instead of compiling the version bundled with GROMACS." OFF)
523 mark_as_advanced(GMX_EXTERNAL_TINYXML2)
524 if(GMX_EXTERNAL_TINYXML2)
525     # Find an external TinyXML-2 library.
526     find_package(TinyXML-2 3.0.0)
527     set(HAVE_TINYXML2 ${TinyXML2_FOUND})
528     if(NOT HAVE_TINYXML2)
529         message(FATAL_ERROR "External TinyXML-2 could not be found, please adjust your search paths")
530     endif()
531 endif()
532
533 option(GMX_EXTRAE "Add support for tracing using EXTRAE" OFF)
534 mark_as_advanced(GMX_EXTRAE)
535
536 if (GMX_EXTRAE)
537   find_package(EXTRAE)
538   if(EXTRAE_FOUND)
539     include_directories(SYSTEM ${EXTRAE_INCLUDE_DIR})
540     set(HAVE_EXTRAE 1)
541   else()
542     message(FATAL_ERROR "EXTRAE library was not found. Please add the correct path to CMAKE_PREFIX_PATH")
543   endif()
544 endif()
545
546 option(GMX_X11 "Use X window system" OFF)
547 if (GMX_X11)
548     find_package(X11)
549     # X11 includes/libraries are only set in the ngmx subdirectory!
550     if(NOT X11_FOUND)
551         message(FATAL_ERROR
552                 "X11 include files and/or libraries were not found. "
553                 "Set GMX_X11=OFF to compile without X11 support. "
554                 "gmx view will not be available.")
555     endif()
556     include_directories(SYSTEM ${X11_INCLUDE_DIR})
557 endif()
558
559 include(ThreadMPI)
560 # Enable core threading facilities
561 tmpi_enable_core("${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/external/thread_mpi/include")
562 if(GMX_THREAD_MPI)
563     # enable MPI functions
564     tmpi_enable()
565     set(MPI_IN_PLACE_EXISTS 1)
566 endif()
567 # If atomics are manually disabled a define is needed because atomics.h doesn't depend on config.h
568 if (TMPI_ATOMICS_DISABLED)
569    add_definitions(-DTMPI_ATOMICS_DISABLED)
570 endif()
571
572 include(gmxManageTNG)
573
574 include(gmxManageLmfit)
575
576 if(GMX_GPU)
577     # now that we have detected the dependencies, do the second configure pass
578     gmx_gpu_setup()
579     if (GMX_CLANG_CUDA)
580         list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES ${GMX_CUDA_CLANG_LINK_LIBS})
581         link_directories("${GMX_CUDA_CLANG_LINK_DIRS}")
582     endif()
583 endif()
584
585 if(CYGWIN)
586     set(GMX_CYGWIN 1)
587 endif()
588
589 if(WIN32)
590     set(GMX_NATIVE_WINDOWS 1)
591     # This makes windows.h not declare min/max as macros that would break
592     # C++ code using std::min/std::max.
593     add_definitions(-DNOMINMAX)
594 endif()
595
596 option(GMX_BUILD_UNITTESTS "Build unit tests with BUILD_TESTING" ON)
597 mark_as_advanced(GMX_BUILD_UNITTESTS)
598 gmx_add_cache_dependency(GMX_BUILD_UNITTESTS BOOL BUILD_TESTING OFF)
599
600 ########################################################################
601 # Our own GROMACS tests
602 ########################################################################
603
604 include_directories(BEFORE ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src)
605 # Required for config.h, maybe should only be set in src/CMakeLists.txt
606 include_directories(BEFORE ${CMAKE_BINARY_DIR}/src)
607
608 include(gmxTestInlineASM)
609 gmx_test_inline_asm_gcc_x86(GMX_X86_GCC_INLINE_ASM)
610
611 include(gmxSetBuildInformation)
612 gmx_set_build_information()
613
614 gmx_option_multichoice(
615     GMX_USE_RDTSCP
616     "Use low-latency RDTSCP instruction for CPU-based timers for mdrun execution; might need to be off when compiling for heterogeneous environments)"
617     "AUTO"
618     OFF ON AUTO DETECT)
619 mark_as_advanced(GMX_USE_RDTSCP)
620
621 macro(gmx_check_rdtscp)
622     if (CPU_DETECTION_FEATURES MATCHES "rdtscp")
623         set(HAVE_RDTSCP 1)
624         set(RDTSCP_DETECTION_MESSAGE " - detected on the build host")
625     else()
626         set(RDTSCP_DETECTION_MESSAGE " - not detected on the build host")
627     endif()
628 endmacro()
629
630 set(HAVE_RDTSCP 0)
631 if (GMX_USE_RDTSCP STREQUAL "ON")
632     set(HAVE_RDTSCP 1)
633 elseif(GMX_USE_RDTSCP STREQUAL "DETECT")
634     gmx_check_rdtscp()
635 elseif(GMX_USE_RDTSCP STREQUAL "AUTO")
636     # If the user specified automated SIMD selection, that the choice
637     # is made based on detection on the build host. If so, then RDTSCP
638     # should be chosen the same way.
639     #
640     # If the user specified an AVX SIMD level (e.g. when
641     # cross-compiling GROMACS) then they will get our best guess, ie
642     # that in practice AVX mostly correlates with rdtscp (and anyway
643     # is only relevant in rather old x86 hardware).
644     if (GMX_SIMD STREQUAL "AUTO")
645         gmx_check_rdtscp()
646     elseif (GMX_SIMD MATCHES "AVX")
647         set(HAVE_RDTSCP 1)
648     endif()
649 endif()
650 gmx_check_if_changed(HAVE_RDTSCP_CHANGED HAVE_RDTSCP)
651 if (HAVE_RDTSCP_CHANGED)
652     if (HAVE_RDTSCP)
653         message(STATUS "Enabling RDTSCP support${RDTSCP_DETECTION_MESSAGE}")
654     else()
655         message(STATUS "Disabling RDTSCP support${RDTSCP_DETECTION_MESSAGE}")
656     endif()
657 endif()
658
659 include(gmxTestLargeFiles)
660 gmx_test_large_files(GMX_LARGEFILES)
661
662 include(gmxTestSignal)
663 gmx_test_sigusr1(HAVE_SIGUSR1)
664
665 include(gmxTestPipes)
666 gmx_test_pipes(HAVE_PIPES)
667
668 include(gmxTestXDR)
669 gmx_test_xdr(GMX_SYSTEM_XDR)
670 # Darwin has system XDR, but it uses a three-argument flavour of
671 # xdrproc_t that it guarantees will still work if you pass the normal
672 # two-argument xdr filters, but gcc 8 warns about the cast necessary
673 # to do that, so it's simpler to just use our own XDR library.
674 #
675 # TODO It would be better to craft a cmake test which fails if such
676 # XDR operations cause warnings, and succeeds otherwise, because it is
677 # generally preferable to use system libraries where possible.
678 if(NOT GMX_SYSTEM_XDR OR CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin")
679     set(GMX_INTERNAL_XDR 1)
680 endif()
681
682
683 ##################################################
684 # Process SIMD instruction settings
685 ##################################################
686 # This checks what flags to add in order to
687 # support the SIMD instructions we need, it sets
688 # correct defines for the SIMD instructions supported,
689 # and adds advanced options to control accuracy
690 # for SIMD math operations.
691 include(gmxManageSimd)
692 gmx_manage_simd()
693
694 include(gmxManageCycleCounters)
695 gmx_manage_cycle_counters()
696
697 # Process QM/MM Settings
698 if(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "GAUSSIAN")
699     set(GMX_QMMM_GAUSSIAN 1)
700 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "MOPAC")
701     set(GMX_QMMM_MOPAC 1)
702 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "GAMESS")
703     set(GMX_QMMM_GAMESS 1)
704 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "ORCA")
705     set(GMX_QMMM_ORCA 1)
706 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "NONE")
707     # nothing to do
708 else()
709     gmx_invalid_option_value(GMX_QMMM_PROGRAM)
710 endif()
711
712
713 ##################################################
714 # Process FFT library settings
715 ##################################################
716 include(gmxManageFFTLibraries)
717
718
719 include(gmxManageLinearAlgebraLibraries)
720
721 include(gmxManagePluginSupport)
722
723 if (GMX_USE_PLUGINS)
724     if(NOT GMX_VMD_PLUGIN_PATH)
725         find_package(VMD)
726     endif()
727 endif()
728
729 # People might want to customize the default location for the DSSP binary
730 set(GMX_DSSP_PROGRAM_PATH "/usr/local/bin/dssp"
731     CACHE PATH
732     "The default location to use for the DSSP binary")
733 mark_as_advanced(GMX_DSSP_PROGRAM_PATH)
734
735 # Link real-time library for POSIX timers. The check for clock_gettime
736 # confirms the linkability of rt.
737 if(HAVE_TIME_H AND HAVE_UNISTD_H AND HAVE_CLOCK_GETTIME)
738     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES rt)
739 endif()
740
741 # Math and thread libraries must often come after all others when linking...
742 if (HAVE_LIBM)
743     list(APPEND GMX_PUBLIC_LIBRARIES m)
744 endif()
745
746 option(GMX_NACL "Configure for Native Client builds" OFF)
747 if (GMX_NACL)
748   list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES nosys)
749   set(GMX_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -lnosys")
750   # TODO: Is this still necessary with the check for its presence?
751   set(GMX_USE_NICE 0)
752   set(GMX_NO_RENAME 1)
753 endif()
754 mark_as_advanced(GMX_NACL)
755
756 if(GMX_FAHCORE)
757   set(COREWRAP_INCLUDE_DIR "${CMAKE_SOURCE_DIR}/../corewrap" CACHE STRING
758       "Path to swindirect.h")
759   include_directories(${COREWRAP_INCLUDE_DIR})
760 endif()
761
762 # Value of GMX_BUILD_HELP=AUTO tries to generate things, but will only
763 # produce warnings if that fails.
764 set(build_help_default AUTO)
765 if (SOURCE_IS_SOURCE_DISTRIBUTION OR CMAKE_CROSSCOMPILING)
766     set(build_help_default OFF)
767 endif()
768 gmx_option_trivalue(GMX_BUILD_HELP "Build completions automatically (requires that compiled binaries can be executed on the build host) and install man pages if built (requires building the 'man' target manually)" ${build_help_default})
769 mark_as_advanced(GMX_BUILD_HELP)
770 if (GMX_BUILD_HELP AND SOURCE_IS_SOURCE_DISTRIBUTION AND BUILD_IS_INSOURCE)
771     message(FATAL_ERROR
772         "Rebuilding shell completions or man pages is not supported for "
773         "in-source builds from a source distribution. "
774         "Set GMX_BUILD_HELP=OFF or do an out-of-source build to proceed.")
775 endif()
776
777 # # # # # # # # # # NO MORE TESTS AFTER THIS LINE! # # # # # # # # # # #
778 # these are set after everything else
779 if (NOT GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS)
780     set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS} ${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS}")
781     set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS} ${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS}")
782 else()
783     message("Recommended flags which are not added because GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS=yes:")
784     message("CMAKE_C_FLAGS: ${SIMD_C_FLAGS};${MPI_COMPILE_FLAGS};${EXTRA_C_FLAGS};${GMXC_CFLAGS}")
785     foreach(build_type ${build_types_with_explicit_flags})
786         message("CMAKE_C_FLAGS_${build_type}: ${GMXC_CFLAGS_${build_type}}")
787     endforeach()
788     message("CMAKE_CXX_FLAGS: ${SIMD_CXX_FLAGS};${MPI_COMPILE_FLAGS};${EXTRA_CXX_FLAGS};${GMXC_CXXFLAGS}")
789     foreach(build_type ${build_types_with_explicit_flags})
790         message("CMAKE_CXX_FLAGS_${build_type}: ${GMXC_CXXFLAGS_${build_type}}")
791     endforeach()
792     message("CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS: ${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS}")
793     message("CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS: ${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS}")
794 endif()
795
796 ########################################################################
797 # Specify install locations
798 ########################################################################
799 # Use GNUInstallDirs to set paths on multiarch systems.
800 include(GNUInstallDirs)
801
802 set(GMX_INSTALL_DATASUBDIR "gromacs" CACHE STRING "Subdirectory for GROMACS data under CMAKE_INSTALL_DATADIR")
803 mark_as_advanced(GMX_INSTALL_DATASUBDIR)
804
805 # Internal convenience so we do not have to join two path segments in the code
806 set(GMX_INSTALL_GMXDATADIR ${CMAKE_INSTALL_DATADIR}/${GMX_INSTALL_DATASUBDIR})
807
808 # If the nesting level wrt. the installation root is changed,
809 # gromacs-config.cmake.cmakein needs to be adapted.
810 set(GMX_INSTALL_CMAKEDIR  ${CMAKE_INSTALL_DATAROOTDIR}/cmake)
811
812 # TODO: Make GMXRC adapt if this is changed
813 set(GMX_INSTALL_PKGCONFIGDIR ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/pkgconfig)
814 set(GMX_INSTALL_OCLDIR       ${GMX_INSTALL_GMXDATADIR}/opencl)
815
816 list(APPEND INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS ${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR})
817
818 # Binary and library suffix options
819 include(gmxManageSuffixes)
820
821 ################################################################
822 # Shared library load path settings
823 ################################################################
824 if(NOT GMX_BUILD_SHARED_EXE)
825     # No rpath
826     set(CMAKE_SKIP_RPATH TRUE)
827     set(CMAKE_EXE_LINK_DYNAMIC_C_FLAGS) # remove -Wl,-Bdynamic
828     set(CMAKE_EXE_LINK_DYNAMIC_CXX_FLAGS)
829 else()
830     # The build folder always has bin/ and lib/; if we are also going to
831     # install to lib/, then the installation RPATH works also in the build
832     # tree.  This makes installation slightly faster (no need to rewrite the
833     # RPATHs), and makes the binaries in the build tree relocatable.
834     if(CMAKE_INSTALL_LIBDIR STREQUAL "lib")
835         set(CMAKE_BUILD_WITH_INSTALL_RPATH TRUE)
836         set(CMAKE_BUILD_WITH_INSTALL_NAME_DIR TRUE)
837     endif()
838     # Set the RPATH as relative to the executable location to make the
839     # binaries relocatable.
840     if(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin") #Assume OS X >=10.5
841         set(CMAKE_INSTALL_RPATH "@loader_path/../${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}")
842         set(CMAKE_INSTALL_NAME_DIR ${CMAKE_INSTALL_RPATH})
843     else()
844         set(CMAKE_INSTALL_RPATH "\$ORIGIN/../${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}")
845     endif()
846     set(CMAKE_INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH TRUE)
847     set(CMAKE_MACOSX_RPATH 1)
848 endif()
849
850 #COPYING file: Only necessary for binary distributions.
851 #Simpler to always install.
852 install(FILES COPYING DESTINATION ${GMX_INSTALL_GMXDATADIR} COMPONENT data)
853
854 if (GMX_BUILD_FOR_COVERAGE)
855     # Code heavy with asserts makes conditional coverage close to useless metric,
856     # as by design most of the false branches are impossible to trigger in
857     # correctly functioning code.  And the benefit of testing those that could
858     # be triggered by using an API against its specification isn't usually
859     # worth the effort.
860     add_definitions(-DNDEBUG -DGMX_DISABLE_ASSERTS)
861 endif()
862
863 if (BUILD_TESTING)
864     include(tests/CheckTarget.cmake)
865 endif()
866
867 # TODO: Determine control flow and defaults for package installation and testing use cases.
868 # Ref: http://redmine.gromacs.org/issues/2896
869 option(GMX_PYTHON_PACKAGE "Configure gmxapi Python package" OFF)
870 mark_as_advanced(GMX_PYTHON_PACKAGE)
871
872 if (NOT GMX_BUILD_MDRUN_ONLY)
873     # Note: Though only documented as an output variable, PYTHON_EXECUTABLE is
874     # also effective as a CMake input variable to effectively hint the location
875     # of the Python interpreter. This may be helpful in environments with both
876     # Python 2 and Python 3 on the default PATH.
877     # Ref: https://cmake.org/cmake/help/latest/module/FindPythonInterp.html
878     if(FIND_PACKAGE_MESSAGE_DETAILS_PythonInterp)
879         # Keep quiet on subsequent runs of cmake
880         set(PythonInterp_FIND_QUIETLY ON)
881     endif()
882     # Older CMake versions might not search for Python newer than 3.7.
883     set(Python_ADDITIONAL_VERSIONS 3.8)
884     if(GMX_PYTHON_PACKAGE)
885         find_package(PythonInterp 3.5 REQUIRED)
886         # Note: PythonLibs will be found later by pybind11.
887         # TODO: (issue #2998) When CMake >= 3.12 is required, update detection.
888         # I.e.  find_package(Python3 3.5 COMPONENTS Interpreter Development REQUIRED)
889     else()
890         find_package(PythonInterp 3.5)
891     endif()
892     find_package(ImageMagick QUIET COMPONENTS convert)
893     include(gmxTestImageMagick)
894     GMX_TEST_IMAGEMAGICK(IMAGE_CONVERT_POSSIBLE)
895     # TODO: Resolve circular dependency between docs, gromacs, and python_packaging
896     add_subdirectory(docs)
897     add_subdirectory(share)
898     add_subdirectory(scripts)
899 endif()
900 add_subdirectory(src)
901
902 if (BUILD_TESTING)
903     add_subdirectory(tests)
904 endif()
905
906 if(GMX_PYTHON_PACKAGE AND NOT GMX_BUILD_MDRUN_ONLY)
907     add_subdirectory(python_packaging)
908 endif()
909
910 gmx_cpack_write_config()
911
912 # Issue a warning if NVIDIA GPUs were detected, but CUDA was not found.
913 # Don't bother the user after the first configure pass.
914 if ((CUDA_NOTFOUND_AUTO AND GMX_DETECT_GPU_AVAILABLE) AND NOT GMX_GPU_DETECTION_DONE)
915     message(WARNING "${CUDA_NOTFOUND_MESSAGE}")
916 endif()
917 set(GMX_GPU_DETECTION_DONE TRUE CACHE INTERNAL "Whether GPU detection has already been done")
918
919 #######################
920 ## uninstall target
921 #######################
922 CONFIGURE_FILE(   "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake.in"
923                   "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake"
924                   IMMEDIATE @ONLY)
925 ###########################
926 ADD_CUSTOM_TARGET(uninstall
927                   "${CMAKE_COMMAND}" -P
928                   "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake")
929 ###########################
930 set_directory_properties(PROPERTIES
931             ADDITIONAL_MAKE_CLEAN_FILES "install_manifest.txt")