Add support for CUDA CC 6.0/6.1
[alexxy/gromacs.git] / CMakeLists.txt
1 #
2 # This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
3 #
4 # Copyright (c) 2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015,2016, by the GROMACS development team, led by
5 # Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
6 # and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
7 # top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
8 #
9 # GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
10 # modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
11 # as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
12 # of the License, or (at your option) any later version.
13 #
14 # GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
15 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17 # Lesser General Public License for more details.
18 #
19 # You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20 # License along with GROMACS; if not, see
21 # http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
22 # Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
23 #
24 # If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
25 # consider that scientific software is very special. Version
26 # control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
27 # consider code for inclusion in the official distribution, but
28 # derived work must not be called official GROMACS. Details are found
29 # in the README & COPYING files - if they are missing, get the
30 # official version at http://www.gromacs.org.
31 #
32 # To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
33 # the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
34
35 cmake_minimum_required(VERSION 2.8.8)
36 # When we require cmake >= 2.8.12, it will provide
37 # CMAKE_MINIMUM_REQUIRED_VERSION automatically, but in the meantime we
38 # need to set a variable, and it must have a different name.
39 set(GMX_CMAKE_MINIMUM_REQUIRED_VERSION "2.8.8")
40
41 # CMake modules/macros are in a subdirectory to keep this file cleaner
42 # This needs to be set before project() in order to pick up toolchain files
43 list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake/Platform)
44
45 project(Gromacs)
46
47 set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
48 set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
49 set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
50
51 # Set up common version variables, as well as general information about
52 # the build tree (whether the build is from a source package or from a git
53 # repository).  Also declares a few functions that will be used for generating
54 # version info files later.
55 include(gmxVersionInfo)
56
57 if(CMAKE_INSTALL_PREFIX_INITIALIZED_TO_DEFAULT AND UNIX)
58     set(CMAKE_INSTALL_PREFIX "/usr/local/gromacs" CACHE STRING "Installation prefix (installation will need write permissions here)" FORCE)
59 endif()
60 if("${CMAKE_INSTALL_PREFIX}" STREQUAL "${CMAKE_BINARY_DIR}")
61     message(FATAL_ERROR "GROMACS cannot be installed into the build tree, choose a different location for CMAKE_INSTALL_PREFIX")
62 endif()
63
64 include(gmxBuildTypeReference)
65 include(gmxBuildTypeProfile)
66 include(gmxBuildTypeTSAN)
67 include(gmxBuildTypeASAN)
68 include(gmxBuildTypeMSAN)
69 include(gmxBuildTypeReleaseWithAssert)
70
71 if(NOT CMAKE_BUILD_TYPE)
72     set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release" CACHE STRING "Choose the type of build, options are: Debug Release RelWithDebInfo MinSizeRel Reference RelWithAssert Profile." FORCE)
73     # There's no need to offer a user the choice of ThreadSanitizer
74     # Set the possible values of build type for cmake-gui
75     set_property(CACHE CMAKE_BUILD_TYPE PROPERTY STRINGS "Debug" "Release"
76         "MinSizeRel" "RelWithDebInfo" "Reference" "RelWithAssert" "Profile")
77 endif()
78 if(CMAKE_CONFIGURATION_TYPES)
79     # Add appropriate GROMACS-specific build types for the Visual
80     # Studio generator (Debug, Release, MinSizeRel and RelWithDebInfo
81     # are already present by default).
82     list(APPEND CMAKE_CONFIGURATION_TYPES "RelWithAssert" "Reference")
83     list(REMOVE_DUPLICATES CMAKE_CONFIGURATION_TYPES)
84     set(CMAKE_CONFIGURATION_TYPES "${CMAKE_CONFIGURATION_TYPES}" CACHE STRING
85         "List of configuration types"
86         FORCE)
87 endif()
88 set(build_types_with_explicit_flags RELEASE DEBUG RELWITHDEBINFO RELWITHASSERT MINSIZEREL PROFILE)
89
90 set_property(GLOBAL PROPERTY FIND_LIBRARY_USE_LIB64_PATHS ON)
91
92 # Set a default valgrind suppression file.
93 # This unfortunately needs to duplicate information from CTest to work as
94 # expected...
95 set(MEMORYCHECK_SUPPRESSIONS_FILE
96     "${CMAKE_SOURCE_DIR}/cmake/legacy_and_external.supp"
97     CACHE FILEPATH
98     "File that contains suppressions for the memory checker")
99 include(CTest)
100
101 include(gmxCPackUtilities)
102 gmx_cpack_init()
103
104 # Variables that accumulate stuff influencing the installed headers
105 set(INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS "")
106 set(INSTALLED_HEADER_DEFINITIONS "")
107
108 ########################################################################
109 # Check and warn if cache generated on a different host is being reused
110 ########################################################################
111 if(CMAKE_HOST_UNIX)
112     execute_process(COMMAND hostname
113                     OUTPUT_VARIABLE TMP_HOSTNAME
114                     OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE)
115     if(GMX_BUILD_HOSTNAME AND NOT "${GMX_BUILD_HOSTNAME}" STREQUAL "${TMP_HOSTNAME}")
116         message(WARNING "
117             The CMake cache, probably generated on a different host (${GMX_BUILD_HOSTNAME}),
118             is being reused! This could lead to inconsistencies; therefore, it is
119             recommended to regenerate the cache!")
120     endif()
121     set(GMX_BUILD_HOSTNAME "${TMP_HOSTNAME}" CACHE INTERNAL
122             "Hostname of the machine where the cache was generated.")
123 endif()
124
125 ########################################################################
126 # Detect architecture before setting options so we can alter defaults
127 ########################################################################
128 # Detect the architecture the compiler is targetting, detect
129 # SIMD instructions possibilities on that hardware, suggest SIMD instruction set
130 # to use if none is specified, and populate the cache option for CPU
131 # SIMD.
132 include(gmxDetectTargetArchitecture)
133 gmx_detect_target_architecture()
134
135 ########################################################################
136 # User input options                                                   #
137 ########################################################################
138 include(gmxOptionUtilities)
139
140 set(CMAKE_PREFIX_PATH "" CACHE STRING "Extra locations to search for external libraries and tools (give directory without lib, bin, or include)")
141
142 if(GMX_TARGET_FUJITSU_SPARC64)
143     # Fujitsu only has SIMD in double precision, so this will be faster
144     set(GMX_DOUBLE_DEFAULT ON)
145 else()
146     set(GMX_DOUBLE_DEFAULT OFF)
147 endif()
148 option(GMX_DOUBLE "Use double precision (much slower, use only if you really need it)" ${GMX_DOUBLE_DEFAULT})
149 option(GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION "Accept single precision 1/sqrt(x) when using Fujitsu HPC-ACE SIMD" OFF)
150 mark_as_advanced(GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION)
151
152 option(GMX_MPI    "Build a parallel (message-passing) version of GROMACS" OFF)
153 option(GMX_THREAD_MPI  "Build a thread-MPI-based multithreaded version of GROMACS (not compatible with MPI)" ON)
154 gmx_dependent_option(
155     GMX_MPI_IN_PLACE
156     "Enable MPI_IN_PLACE for MPIs that have it defined"
157     ON
158     GMX_MPI)
159 mark_as_advanced(GMX_MPI_IN_PLACE)
160 option(GMX_SOFTWARE_INVSQRT "Use GROMACS software 1/sqrt" ON)
161 mark_as_advanced(GMX_SOFTWARE_INVSQRT)
162 option(GMX_FAHCORE "Build a library with mdrun functionality" OFF)
163 mark_as_advanced(GMX_FAHCORE)
164
165 option(GMX_COOL_QUOTES "Enable GROMACS cool quotes" ON)
166 mark_as_advanced(GMX_COOL_QUOTES)
167 gmx_add_cache_dependency(GMX_COOL_QUOTES BOOL "NOT GMX_FAHCORE" OFF)
168
169 option(GMX_USE_OPENCL "Enable OpenCL acceleration" OFF)
170
171 # Decide on GPU settings based on user-settings and GPU/CUDA detection.
172 # We support CUDA >=v4.0 on *nix, but <= v4.1 doesn't work with MSVC
173 if(MSVC)
174     set(REQUIRED_CUDA_VERSION 4.1)
175 else()
176     set(REQUIRED_CUDA_VERSION 4.0)
177 endif()
178 set(REQUIRED_CUDA_COMPUTE_CAPABILITY 2.0)
179
180 # OpenCL required version: 1.1 or newer
181 set(REQUIRED_OPENCL_MIN_VERSION 1.1)
182
183 if(NOT GMX_USE_OPENCL)
184     # CUDA detection is done only if GMX_USE_OPENCL is OFF
185     include(gmxManageGPU)
186 else()
187     #Now the OpenCL path
188     if(GMX_GPU)
189         include(gmxManageOpenCL)
190     else(GMX_GPU)
191         message(FATAL_ERROR "OpenCL requested but GPU option is not enabled (try -DGMX_GPU=on) ")
192     endif(GMX_GPU)
193 endif()
194
195 include(gmxDetectSimd)
196 gmx_detect_simd(GMX_SUGGESTED_SIMD)
197
198 gmx_option_multichoice(
199     GMX_SIMD
200     "SIMD instruction set for CPU kernels and compiler optimization"
201     "${GMX_SUGGESTED_SIMD}"
202     None SSE2 SSE4.1 AVX_128_FMA AVX_256 AVX2_256 AVX_512F AVX_512ER MIC ARM_NEON ARM_NEON_ASIMD IBM_QPX IBM_VMX IBM_VSX Sparc64_HPC_ACE Reference)
203
204 if(GMX_TARGET_MIC)
205     set(GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT "mkl")
206 else()
207     set(GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT "fftw3")
208 endif()
209
210 gmx_option_multichoice(
211     GMX_FFT_LIBRARY
212     "FFT library"
213     "${GMX_FFT_LIBRARY_DEFAULT}"
214     fftw3 mkl "fftpack[built-in]")
215 gmx_dependent_option(
216     GMX_BUILD_OWN_FFTW
217     "Download and build FFTW 3 during the GROMACS build process, rather than fall back on the really slow fftpack."
218     OFF
219     "GMX_FFT_LIBRARY STREQUAL FFTW3")
220 gmx_dependent_option(
221     GMX_DISABLE_FFTW_MEASURE
222     "Do not optimize FFTW setups (not needed with SSE)"
223     OFF
224     "GMX_FFT_LIBRARY STREQUAL FFTW3")
225 mark_as_advanced(GMX_BUILD_OWN_FFTW)
226 mark_as_advanced(GMX_DISABLE_FFTW_MEASURE)
227
228 gmx_option_multichoice(
229     GMX_QMMM_PROGRAM
230     "QM package for QM/MM"
231     None
232     none gaussian mopac gamess orca)
233
234 gmx_dependent_cache_variable(GMX_SIMD_REF_FLOAT_WIDTH  "Reference SIMD single precision width" STRING "4" "GMX_SIMD STREQUAL REFERENCE")
235 gmx_dependent_cache_variable(GMX_SIMD_REF_DOUBLE_WIDTH "Reference SIMD double precision width" STRING "2" "GMX_SIMD STREQUAL REFERENCE")
236
237 # This should be moved to a separate NBNXN cmake module when that code is cleaned up and modularized
238
239 option(GMX_BROKEN_CALLOC "Work around broken calloc()" OFF)
240 mark_as_advanced(GMX_BROKEN_CALLOC)
241 option(GMX_LOAD_PLUGINS "Compile with plugin support, needed to read VMD supported file formats" ON)
242 mark_as_advanced(GMX_LOAD_PLUGINS)
243
244 option(GMX_GPU  "Enable GPU acceleration" ON)
245 option(GMX_OPENMP "Enable OpenMP-based multithreading" ON)
246
247 option(GMX_USE_TNG "Use the TNG library for trajectory I/O" ON)
248
249 option(GMX_BUILD_MDRUN_ONLY "Build and install only the mdrun binary" OFF)
250
251 option(GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS "Enable cycle subcounters to get a more detailed cycle timings" OFF)
252 mark_as_advanced(GMX_CYCLE_SUBCOUNTERS)
253
254 option(GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS "Don't automatically add suggested/required Compiler flags." OFF)
255 mark_as_advanced(GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS)
256
257 option(GMX_BUILD_FOR_COVERAGE
258        "Tune build for better code coverage metrics (e.g., disable asserts)"
259        OFF)
260 mark_as_advanced(GMX_BUILD_FOR_COVERAGE)
261
262 option(GMX_DEVELOPER_BUILD
263     "Enable Developer convenience features: always build unit-tests"
264     OFF)
265 mark_as_advanced(GMX_DEVELOPER_BUILD)
266
267 option(GMX_BUILD_SHARED_EXE
268     "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."
269     ON)
270 mark_as_advanced(GMX_BUILD_SHARED_EXE)
271
272 ######################################################################
273 # Detect OpenMP support
274 ######################################################################
275 # The OpenMP detection _must_ come before tests for other CFLAGS.
276 include(gmxManageOpenMP)
277
278
279
280 ######################################################################
281 # Compiler tests
282 # These need to be done early (before further tests).
283 #####################################################################
284
285 # The cmake/Check{C,CXX}CompilerFlag.cmake files in the GROMACS distribution
286 # are used with permission from CMake v3.0.0 so that GROMACS can detect
287 # invalid options with the Intel Compilers, and we have added a line
288 # to detect warnings with the Fujitsu compilers on K computer and ICC.
289 # CMake-3.0 also has a bug where the FAIL_REGEX pattern for AIX contains
290 # a semicolon. Since this is also used as a separator in lists inside CMake,
291 # that string ends up being split into two separate patterns, and the last
292 # part is just a single word that also matches other messages. We solved this
293 # by replacing the semicolon with a period that matches any character.
294 #
295 # These files should be removed from the source tree when a CMake version that
296 # includes the features in question becomes required for building GROMACS.
297 include(CheckCCompilerFlag)
298 include(CheckCXXCompilerFlag)
299
300 include(gmxCFlags)
301 gmx_c_flags()
302
303 # This variable should be used for additional compiler flags which are not
304 # generated in gmxCFlags nor are SIMD or MPI related.
305 set(EXTRA_C_FLAGS "")
306 set(EXTRA_CXX_FLAGS "")
307
308 # Run through a number of tests for buggy compilers and other issues
309 include(gmxTestCompilerProblems)
310 gmx_test_compiler_problems()
311 # GMX_SIMD will not be set automatically until the second
312 # pass (which is not strictly guaranteed to occur), so putting this
313 # check here among logically-related tests is inefficient, but the
314 # potential loss is likely zero.
315 if(GMX_SIMD STREQUAL "AVX_256"
316         AND CMAKE_COMPILER_IS_GNUCC
317         AND (C_COMPILER_VERSION VERSION_EQUAL "4.6.1"
318             OR CXX_COMPILER_VERSION VERSION_EQUAL "4.6.1"))
319     message(FATAL_ERROR "gcc 4.6.1 has buggy support for AVX, and GROMACS mdrun will not work. If you want simulation performance, use a more recent compiler. Otherwise, use GMX_SIMD=SSE4.1")
320     # See http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=49002
321 endif()
322
323
324 if(GMX_DOUBLE)
325     add_definitions(-DGMX_DOUBLE)
326     list(APPEND INSTALLED_HEADER_DEFINITIONS "-DGMX_DOUBLE")
327     if(GMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION)
328         add_definitions(-DGMX_RELAXED_DOUBLE_PRECISION)
329     endif()
330 endif()
331 if(GMX_SOFTWARE_INVSQRT)
332     list(APPEND INSTALLED_HEADER_DEFINITIONS "-DGMX_SOFTWARE_INVSQRT")
333 endif()
334
335 if(WIN32)
336     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES "wsock32")
337     add_definitions(-DGMX_HAVE_WINSOCK)
338 endif()
339
340
341
342 ########################################################################
343 # Basic system tests (standard libraries, headers, functions, types)   #
344 ########################################################################
345 include(CheckIncludeFiles)
346 include(CheckIncludeFileCXX)
347 check_include_files(unistd.h     HAVE_UNISTD_H)
348 check_include_files(pwd.h        HAVE_PWD_H)
349 check_include_files(dirent.h     HAVE_DIRENT_H)
350 check_include_files(time.h       HAVE_TIME_H)
351 check_include_files(sys/time.h   HAVE_SYS_TIME_H)
352 check_include_files(io.h         HAVE_IO_H)
353 check_include_files(sched.h      HAVE_SCHED_H)
354
355 check_include_files(regex.h      HAVE_POSIX_REGEX)
356 # TODO: It could be nice to inform the user if no regex support is found,
357 # as selections won't be fully functional.
358
359 include(CheckCXXSymbolExists)
360 check_cxx_symbol_exists(posix_memalign    stdlib.h     HAVE_POSIX_MEMALIGN)
361 check_cxx_symbol_exists(memalign          stdlib.h     HAVE_MEMALIGN)
362 check_cxx_symbol_exists(_aligned_malloc   stdlib.h     HAVE__ALIGNED_MALLOC)
363 check_cxx_symbol_exists(gettimeofday      sys/time.h   HAVE_GETTIMEOFDAY)
364 check_cxx_symbol_exists(sysconf           unistd.h     HAVE_SYSCONF)
365 check_cxx_symbol_exists(nice              unistd.h     HAVE_NICE)
366 check_cxx_symbol_exists(fsync             unistd.h     HAVE_FSYNC)
367 check_cxx_symbol_exists(_fileno           stdio.h      HAVE__FILENO)
368 check_cxx_symbol_exists(fileno            stdio.h      HAVE_FILENO)
369 check_cxx_symbol_exists(_commit           io.h         HAVE__COMMIT)
370 check_cxx_symbol_exists(sigaction         signal.h     HAVE_SIGACTION)
371 check_cxx_symbol_exists(rsqrt             math.h       HAVE_RSQRT)
372 check_cxx_symbol_exists(rsqrtf            math.h       HAVE_RSQRTF)
373 check_cxx_symbol_exists(sqrtf             math.h       HAVE_SQRTF)
374
375 include(CheckLibraryExists)
376 find_library(HAVE_LIBM m)
377 mark_as_advanced(HAVE_LIBM)
378 check_library_exists(rt clock_gettime "" HAVE_CLOCK_GETTIME)
379 check_library_exists(m feenableexcept "" HAVE_FEENABLEEXCEPT)
380
381 include(TestSchedAffinity)
382 test_sched_affinity(HAVE_SCHED_AFFINITY)
383
384 include(TestBigEndian)
385 test_big_endian(GMX_INTEGER_BIG_ENDIAN)
386
387 set(GMX_USE_NICE 0)
388 if (HAVE_UNISTD_H AND HAVE_NICE)
389     set(GMX_USE_NICE 1)
390 endif()
391
392 # Management of GROMACS options for specific toolchains should go
393 # here. Because the initial settings for some of the main options have
394 # already happened, but things like library detection and MPI compiler
395 # feature detection have not, the docstrings for any over-rides of
396 # GROMACS defaults or user settings will make sense. Also, any
397 # toolchain-related reasons for choosing whether to detect various
398 # things can be sorted out now, before the detection takes place.
399 if(${CMAKE_SYSTEM_NAME} MATCHES BlueGene)
400     include(gmxManageBlueGene)
401 endif()
402
403 if(GMX_TARGET_FUJITSU_SPARC64)
404     include(gmxManageFujitsuSparc64)
405 endif()
406
407 ########################################################################
408 #Process MPI settings
409 ########################################################################
410 include(gmxManageMPI)
411
412
413 ########################################################################
414 #Process shared/static library settings
415 ########################################################################
416 include(gmxManageSharedLibraries)
417
418
419 ########################################################################
420 # Find external packages                                               #
421 ########################################################################
422
423 # TNG wants zlib if it is available. And static libxml2 might have a dependency
424 find_package(ZLIB QUIET)
425 include(gmxTestZLib)
426 gmx_test_zlib(HAVE_ZLIB)
427
428 # Unconditionally find the package, as it is also required for unit
429 # tests. This exports LIBXML2_FOUND, which we should not use because
430 # it does not tell us that linking will succeed. Instead, we test that
431 # next.
432 if(DEFINED LIBXML2_LIBRARIES)
433   set(LibXml2_FIND_QUIETLY TRUE)
434 endif()
435 find_package(LibXml2)
436 include(gmxTestLibXml2)
437 gmx_test_libxml2(HAVE_LIBXML2)
438 option(GMX_XML "Use libxml2 to parse xml files (currently has no effect)" ${HAVE_LIBXML2})
439 set(PKG_XML "")
440 mark_as_advanced(GMX_XML)
441 # Don't actually do anything, since libxml2 is currently not used by libgromacs
442 #if(GMX_XML AND NOT HAVE_LIBXML2)
443 #    message(FATAL_ERROR "libxml2 not found. Set GMX_XML=OFF to compile without XML support")
444 #endif()
445 #if(GMX_XML)
446 #    include_directories(${LIBXML2_INCLUDE_DIR})
447 #    set(PKG_XML libxml-2.0)
448 #    set(XML_LIBRARIES ${LIBXML2_LIBRARIES})
449 #endif()
450
451 option(GMX_EXTRAE "Add support for tracing using EXTRAE" OFF)
452 mark_as_advanced(GMX_EXTRAE)
453
454 if (GMX_EXTRAE)
455   find_package(EXTRAE)
456   if(EXTRAE_FOUND)
457     include_directories(SYSTEM ${EXTRAE_INCLUDE_DIR})
458     set(HAVE_EXTRAE 1)
459   else()
460     message(FATAL_ERROR "EXTRAE library was not found. Please add the correct path to CMAKE_PREFIX_PATH")
461   endif()
462 endif()
463
464 option(GMX_X11 "Use X window system" OFF)
465 if (GMX_X11)
466     find_package(X11)
467     # X11 includes/libraries are only set in the ngmx subdirectory!
468     if(NOT X11_FOUND)
469         message(FATAL_ERROR
470                 "X11 include files and/or libraries were not found. "
471                 "Set GMX_X11=OFF to compile without X11 support. "
472                 "gmx view will not be available.")
473     endif()
474     include_directories(SYSTEM ${X11_INCLUDE_DIR})
475 endif()
476
477 include(ThreadMPI)
478 # Enable core threading facilities
479 tmpi_enable_core("${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/external/thread_mpi/include")
480 # Enable tMPI C++ support
481 tmpi_enable_cxx()
482 if(GMX_THREAD_MPI)
483     # enable MPI functions
484     tmpi_enable()
485     set(MPI_IN_PLACE_EXISTS 1)
486 endif()
487 # If atomics are manually disabled a define is needed because atomics.h doesn't depend on config.h
488 if (TMPI_ATOMICS_DISABLED)
489    add_definitions(-DTMPI_ATOMICS_DISABLED)
490 endif()
491
492 if(GMX_GPU)
493     # now that we have detected the dependencies, do the second configure pass
494     gmx_gpu_setup()
495 else()
496     mark_as_advanced(CUDA_HOST_COMPILER)
497 endif()
498
499 if(CYGWIN)
500     set(GMX_CYGWIN 1)
501 endif()
502
503 if(WIN32)
504     set(GMX_NATIVE_WINDOWS 1)
505     # This makes windows.h not declare min/max as macros that would break
506     # C++ code using std::min/std::max.
507     add_definitions(-DNOMINMAX)
508 endif()
509
510 if(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin") #Work-around for cmake bug #10837
511     if (CMAKE_COMPILER_IS_GNUCC OR CMAKE_C_COMPILER_ID MATCHES "Intel" OR CMAKE_C_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
512         set(CMAKE_INCLUDE_SYSTEM_FLAG_C "-isystem ")
513     endif()
514     if (CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Intel" OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
515         set(CMAKE_INCLUDE_SYSTEM_FLAG_CXX "-isystem ")
516     endif()
517 endif()
518
519 # Detect boost unless GMX_EXTERNAL_BOOST is explicitly OFF
520 # Used for default if GMX_EXTERNAL_BOOST is not defined (first CMake pass)
521 if(NOT DEFINED GMX_EXTERNAL_BOOST OR GMX_EXTERNAL_BOOST)
522     if(DEFINED Boost_INCLUDE_DIR)
523         set(Boost_FIND_QUIETLY TRUE)
524     endif()
525     find_package(Boost 1.44.0)
526     if(Boost_FOUND AND Boost_VERSION VERSION_LESS "104400")
527         set(Boost_FOUND FALSE)
528     endif()
529     # Print the notification only on first run, when determining the default
530     if(NOT DEFINED GMX_EXTERNAL_BOOST AND NOT Boost_FOUND)
531         message("Boost >= 1.44 not found. Using minimal internal version. "
532                 "This may cause trouble if you plan on compiling/linking other "
533                 "software that uses Boost against GROMACS.")
534     endif()
535 endif()
536 option(GMX_EXTERNAL_BOOST "Use external Boost instead of minimal built-in version"
537        ${Boost_FOUND})
538 if(GMX_EXTERNAL_BOOST AND NOT Boost_FOUND)
539     message(FATAL_ERROR
540         "Boost >= 1.44 not found. "
541         "You can set GMX_EXTERNAL_BOOST=OFF to compile against minimal "
542         "version of Boost included with GROMACS.")
543 endif()
544
545 if(NOT DEFINED GMX_BUILD_UNITTESTS AND NOT HAVE_LIBXML2)
546     message(WARNING "libxml2 not found. Will build GROMACS without unit-tests. This is not recommended, because the unit-tests help to verify that GROMACS functions correctly. Most likely you are missing the libxml2-dev(el) package. After you installed it, set GMX_BUILD_UNITTESTS=ON.")
547 endif()
548 option(GMX_BUILD_UNITTESTS "Build unit tests with BUILD_TESTING (uses Google C++ Testing and Mocking Frameworks, requires libxml2)" ${HAVE_LIBXML2})
549 mark_as_advanced(GMX_BUILD_UNITTESTS)
550 gmx_add_cache_dependency(GMX_BUILD_UNITTESTS BOOL BUILD_TESTING OFF)
551 if (GMX_BUILD_UNITTESTS AND NOT HAVE_LIBXML2)
552     message(FATAL_ERROR
553         "Cannot build unit tests without libxml2. "
554         "Either set GMX_BUILD_UNITTESTS=OFF or tell CMake how to find a working version of libxml2.")
555 endif()
556
557 ########################################################################
558 # Our own GROMACS tests
559 ########################################################################
560
561 add_definitions( -DHAVE_CONFIG_H )
562 include_directories(BEFORE ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src)
563 include_directories(BEFORE ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/external/thread_mpi/include)
564 # Required for config.h, maybe should only be set in src/CMakeLists.txt
565 include_directories(BEFORE ${CMAKE_BINARY_DIR}/src)
566
567 include(gmxTestInlineASM)
568 gmx_test_inline_asm_gcc_x86(GMX_X86_GCC_INLINE_ASM)
569
570 include(gmxSetBuildInformation)
571 gmx_set_build_information()
572 # Turn on RDTSCP if:
573 # - the build system's CPU supports it
574 # - the acceleration is set to AVX as all AVX-capable CPUs support AVX (which
575 #   at this point means that the user set it).
576 # Note: it's better to not use the later set value of GMX_SIMD because
577 # it reflects the system's capability of both compiling and running AVX code.
578 # TODO: After merge with 5.0 one could implement a cache variable dependency
579 # such that GMX_USE_RDTSCP can change if GMX_SIMD is changed to AVX
580 # after the first cmake pass.
581 if (BUILD_CPU_FEATURES MATCHES "rdtscp" OR GMX_SIMD MATCHES "AVX")
582     set(GMX_USE_RDTSCP_DEFAULT_VALUE ON)
583 else()
584     set(GMX_USE_RDTSCP_DEFAULT_VALUE OFF)
585 endif()
586 option(GMX_USE_RDTSCP "Use RDTSCP for better CPU-based timers (available on recent x86 CPUs; might need to be off when compiling for heterogeneous environments)" ${GMX_USE_RDTSCP_DEFAULT_VALUE})
587 mark_as_advanced(GMX_USE_RDTSCP)
588 if(GMX_USE_RDTSCP)
589     set(HAVE_RDTSCP 1)
590 endif()
591
592 include(gmxTestFloatFormat)
593 gmx_test_float_format(GMX_FLOAT_FORMAT_IEEE754
594                       GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_BYTE_ORDER
595                       GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
596
597 include(gmxTestLargeFiles)
598 gmx_test_large_files(GMX_LARGEFILES)
599
600 include(gmxTestSignal)
601 gmx_test_sigusr1(HAVE_SIGUSR1)
602
603 include(gmxTestPipes)
604 gmx_test_pipes(HAVE_PIPES)
605
606 include(gmxTestIsfinite)
607 gmx_test_isfinite(HAVE_ISFINITE)
608 gmx_test__isfinite(HAVE__ISFINITE)
609 gmx_test__finite(HAVE__FINITE)
610
611 include(gmxTestCXX11)
612 gmx_test_cxx11(GMX_CXX11_SUPPORTED GMX_CXX11_FLAGS)
613 include(CMakeDependentOption)
614 # clang with some older versions of boost fail to work with C++11
615 if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES Clang AND
616     (Boost_VERSION VERSION_EQUAL 104601 OR Boost_VERSION VERSION_EQUAL 104700))
617     set(CLANG_AND_OLD_EXTERNAL_BOOST TRUE)
618 endif()
619 # nvcc does not support C++11 flags, so with GPUs we prefer to skip C++11 flags
620 # entirely to keep the compilation environment uniform.
621 cmake_dependent_option(GMX_CXX11
622     "Use C++11 features"
623     ON "GMX_CXX11_SUPPORTED AND NOT GMX_GPU AND NOT CLANG_AND_OLD_EXTERNAL_BOOST" OFF)
624 mark_as_advanced(GMX_CXX11)
625 if(GMX_CXX11)
626     set(EXTRA_CXX_FLAGS "${EXTRA_CXX_FLAGS} ${GMX_CXX11_FLAGS}")
627 endif()
628
629 # Now we can test for CXX11_REGEX include file
630 check_include_file_cxx(regex     HAVE_CXX11_REGEX)
631
632 include(gmxTestXDR)
633 gmx_test_xdr(GMX_SYSTEM_XDR)
634 if(NOT GMX_SYSTEM_XDR)
635     set(GMX_INTERNAL_XDR 1)
636 endif()
637
638
639 ##################################################
640 # Process SIMD instruction settings
641 ##################################################
642 # This checks what flags to add in order to
643 # support the SIMD instructions we need, it sets
644 # correct defines for the SIMD instructions supported,
645 # and adds advanced options to control accuracy
646 # for SIMD math operations.
647 include(gmxManageSimd)
648 gmx_manage_simd()
649
650 # Process QM/MM Settings
651 if(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "GAUSSIAN")
652     set(GMX_QMMM_GAUSSIAN 1)
653 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "MOPAC")
654     set(GMX_QMMM_MOPAC 1)
655 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "GAMESS")
656     set(GMX_QMMM_GAMESS 1)
657 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "ORCA")
658     set(GMX_QMMM_ORCA 1)
659 elseif(${GMX_QMMM_PROGRAM} STREQUAL "NONE")
660     # nothing to do
661 else()
662     gmx_invalid_option_value(GMX_QMMM_PROGRAM)
663 endif()
664
665
666 ##################################################
667 # Process FFT library settings
668 ##################################################
669 include(gmxManageFFTLibraries)
670
671
672 include(gmxManageLinearAlgebraLibraries)
673
674 # Whether GROMACS will really try to compile support for VMD plugins
675 set(GMX_USE_PLUGINS OFF)
676
677 if(GMX_LOAD_PLUGINS)
678   if(NOT WIN32)
679     # Native Windows does not have, nor need dlopen
680     include(gmxTestdlopen)
681     gmx_test_dlopen(HAVE_DLOPEN)
682   endif()
683
684   # so, should we use plug-ins?
685   if(WIN32 OR (HAVE_DLOPEN AND BUILD_SHARED_LIBS))
686     if(NOT VMD_QUIETLY)
687       MESSAGE(STATUS "Using dynamic plugins (e.g VMD-supported file formats)")
688     endif()
689     if(NOT GMX_VMD_PLUGIN_PATH)
690       find_package(VMD)
691     endif()
692     set(GMX_USE_PLUGINS ON)
693     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES ${CMAKE_DL_LIBS}) # magic cross-platform pre-set variable for dlopen library
694     set(PKG_DL_LIBS "-l${CMAKE_DL_LIBS}")
695   else()
696     set(PKG_DL_LIBS)
697   endif()
698 endif()
699 set(VMD_QUIETLY TRUE CACHE INTERNAL "")
700
701 # Link real-time library for POSIX timers. The check for clock_gettime
702 # confirms the linkability of rt.
703 if(HAVE_TIME_H AND HAVE_UNISTD_H AND HAVE_CLOCK_GETTIME)
704     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES rt)
705 endif()
706
707 # Math and thread libraries must often come after all others when linking...
708 if(HAVE_LIBM)
709     list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES m)
710 endif()
711
712 option(GMX_NACL "Configure for Native Client builds" OFF)
713 if (GMX_NACL)
714   list(APPEND GMX_EXTRA_LIBRARIES nosys)
715   set(GMX_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -lnosys")
716   # TODO: Is this still necessary with the check for its presence?
717   set(GMX_USE_NICE 0)
718   set(GMX_NO_RENAME 1)
719 endif()
720 mark_as_advanced(GMX_NACL)
721
722 if(GMX_FAHCORE)
723   set(COREWRAP_INCLUDE_DIR "${CMAKE_SOURCE_DIR}/../corewrap" CACHE STRING
724       "Path to swindirect.h")
725   include_directories(${COREWRAP_INCLUDE_DIR})
726 endif()
727
728 # Value of GMX_BUILD_HELP=AUTO tries to generate things, but will only
729 # produce warnings if that fails.
730 set(build_help_default AUTO)
731 if (SOURCE_IS_SOURCE_DISTRIBUTION OR CMAKE_CROSSCOMPILING)
732     set(build_help_default OFF)
733 endif()
734 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)" ${build_help_default})
735 mark_as_advanced(GMX_BUILD_HELP)
736 if (GMX_BUILD_HELP AND SOURCE_IS_SOURCE_DISTRIBUTION AND BUILD_IS_INSOURCE)
737     message(FATAL_ERROR
738         "Rebuilding shell completions or man pages is not supported for "
739         "in-source builds from a source distribution. "
740         "Set GMX_BUILD_HELP=OFF or do an out-of-source build to proceed.")
741 endif()
742
743 # # # # # # # # # # NO MORE TESTS AFTER THIS LINE! # # # # # # # # # # #
744 # these are set after everything else
745 if (NOT GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS)
746     set(CMAKE_C_FLAGS "${SIMD_C_FLAGS} ${MPI_COMPILE_FLAGS} ${EXTRA_C_FLAGS} ${CMAKE_C_FLAGS}")
747     set(CMAKE_CXX_FLAGS "${SIMD_CXX_FLAGS} ${MPI_COMPILE_FLAGS} ${EXTRA_CXX_FLAGS} ${CMAKE_CXX_FLAGS}")
748     set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS} ${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS}")
749     set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS} ${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS}")
750 else()
751     message("Recommended flags which are not added because GMX_SKIP_DEFAULT_CFLAGS=yes:")
752     message("CMAKE_C_FLAGS: ${SIMD_C_FLAGS} ${MPI_COMPILE_FLAGS} ${EXTRA_C_FLAGS} ${GMXC_CFLAGS}")
753     message("CMAKE_C_FLAGS_RELEASE: ${GMXC_CFLAGS_RELEASE}")
754     message("CMAKE_C_FLAGS_DEBUG: ${GMXC_CFLAGS_DEBUG}")
755     message("CMAKE_CXX_FLAGS: ${SIMD_CXX_FLAGS} ${MPI_COMPILE_FLAGS} ${EXTRA_CXX_FLAGS} ${GMXC_CXXFLAGS}")
756     message("CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE: ${GMXC_CXXFLAGS_RELEASE}")
757     message("CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG: ${GMXC_CXXFLAGS_DEBUG}")
758     message("CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS: ${FFT_LINKER_FLAGS} ${MPI_LINKER_FLAGS}")
759     message("CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS: ${MPI_LINKER_FLAGS}")
760 endif()
761
762 if(NOT GMX_OPENMP)
763     #Unset all OpenMP flags in case OpenMP was disabled either by the user
764     #or because it was only partially detected (e.g. only for C but not C++ compiler)
765     unset(OpenMP_C_FLAGS CACHE)
766     unset(OpenMP_CXX_FLAGS CACHE)
767 else()
768     set(GMX_EXE_LINKER_FLAGS ${GMX_EXE_LINKER_FLAGS} ${OpenMP_LINKER_FLAGS})
769     set(GMX_SHARED_LINKER_FLAGS ${GMX_SHARED_LINKER_FLAGS} ${OpenMP_SHARED_LINKER_FLAGS})
770 endif()
771
772 ########################################################################
773 # Specify install locations
774 ########################################################################
775 # Use GNUInstallDirs to set paths on multiarch systems.
776 include(GNUInstallDirs)
777
778 # Customization for the installation tree paths.
779 set(GMX_LIB_INSTALL_DIR ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR} CACHE STRING
780     "Library installation directory (default: ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR})")
781 set(GMX_DATA_INSTALL_DIR gromacs CACHE STRING
782     "Data installation directory under share/ (default: gromacs)")
783 mark_as_advanced(GMX_LIB_INSTALL_DIR GMX_DATA_INSTALL_DIR)
784
785 # These variables are used internally to provide a central location for
786 # customizing the install locations.
787 set(LIB_INSTALL_DIR       ${GMX_LIB_INSTALL_DIR})
788 set(BIN_INSTALL_DIR       bin)
789 # This variable also gets written into config.h for use in finding the data
790 # directories.
791 set(DATA_INSTALL_DIR      share/${GMX_DATA_INSTALL_DIR})
792 set(MAN_INSTALL_DIR       share/man)
793 # If the nesting level wrt. the installation root is changed,
794 # gromacs-config.cmake.cmakein needs to be adapted.
795 set(CMAKE_INSTALL_DIR     share/cmake)
796 # TODO: Make GMXRC adapt if this is changed
797 set(PKGCONFIG_INSTALL_DIR ${LIB_INSTALL_DIR}/pkgconfig)
798 set(OCL_INSTALL_DIR       ${DATA_INSTALL_DIR}/opencl)
799 set(INCL_INSTALL_DIR      include)
800
801 list(APPEND INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS ${INCL_INSTALL_DIR})
802
803 # Binary and library suffix options
804 include(gmxManageSuffixes)
805
806 ################################################################
807 # Shared library load path settings
808 ################################################################
809 # CMake supports RPATH on OS X only from 2.8.12 upwards.
810 # CMAKE_SYSTEM_VERSION > 8.0 matches OS X 10.5 and above, where RPATH support
811 # was added.
812
813 if(NOT GMX_BUILD_SHARED_EXE)
814     # No rpath
815     set(CMAKE_SKIP_RPATH TRUE)
816     set(CMAKE_EXE_LINK_DYNAMIC_C_FLAGS) # remove -Wl,-Bdynamic
817     set(CMAKE_EXE_LINK_DYNAMIC_CXX_FLAGS)
818 elseif((NOT CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin") OR
819    ((CMAKE_SYSTEM_VERSION VERSION_GREATER 8.0) AND (NOT CMAKE_VERSION VERSION_LESS 2.8.12)))
820     # The build folder always has bin/ and lib/; if we are also going to
821     # install to lib/, then the installation RPATH works also in the build
822     # tree.  This makes installation slightly faster (no need to rewrite the
823     # RPATHs), and makes the binaries in the build tree relocatable.
824     if(GMX_LIB_INSTALL_DIR STREQUAL "lib")
825         set(CMAKE_BUILD_WITH_INSTALL_RPATH TRUE)
826     endif()
827     # Set the RPATH as relative to the executable location to make the
828     # binaries relocatable.
829     if(NOT CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin")
830         set(CMAKE_INSTALL_RPATH "\$ORIGIN/../${GMX_LIB_INSTALL_DIR}")
831     else()
832         set(CMAKE_INSTALL_RPATH "@executable_path/../${GMX_LIB_INSTALL_DIR}")
833     endif()
834     set(CMAKE_INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH TRUE)
835     set(CMAKE_MACOSX_RPATH 1)
836 else()
837     # We are on Darwin/OSX, and CMake cannot handle RPATHs automatically.
838     if(CMAKE_SYSTEM_VERSION VERSION_GREATER 8.0)
839         # Set the RPATH options manually.
840         set(CMAKE_INSTALL_NAME_DIR "@rpath")
841         set(GMX_EXE_LINKER_FLAGS ${GMX_EXE_LINKER_FLAGS} "-Wl,-rpath,@executable_path/../${GMX_LIB_INSTALL_DIR}")
842     else()
843         # Use the old INSTALL_NAME_DIR mechanism if RPATH is not supported.
844         set(CMAKE_INSTALL_NAME_DIR "${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/${LIB_INSTALL_DIR}")
845     endif()
846 endif()
847
848 #COPYING file: Only necessary for binary distributions.
849 #Simpler to always install.
850 install(FILES COPYING DESTINATION ${DATA_INSTALL_DIR} COMPONENT data)
851
852 if(GMX_EXTERNAL_BOOST)
853     include_directories(SYSTEM ${Boost_INCLUDE_DIRS})
854     list(APPEND INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS ${Boost_INCLUDE_DIRS})
855 else()
856     include_directories(BEFORE SYSTEM ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/external/boost)
857     list(APPEND INSTALLED_HEADER_INCLUDE_DIRS ${INCL_INSTALL_DIR}/gromacs/external/boost)
858     list(APPEND INSTALLED_HEADED_DEFINITIONS "-DBOOST_NO_TYPEID")
859     # typeid not supported for minimal internal version
860     # (would add significant amount of code)
861     add_definitions(-DBOOST_NO_TYPEID)
862     if (NOT GMX_BUILD_MDRUN_ONLY)
863         install(DIRECTORY ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/external/boost/boost
864                 DESTINATION ${INCL_INSTALL_DIR}/gromacs/external/boost
865                 COMPONENT development)
866     endif()
867 endif()
868
869 if (GMX_BUILD_FOR_COVERAGE)
870     # Code heavy with asserts makes conditional coverage close to useless metric,
871     # as by design most of the false branches are impossible to trigger in
872     # correctly functioning code.  And the benefit of testing those that could
873     # be triggered by using an API against its specification isn't usually
874     # worth the effort.
875     add_definitions(-DNDEBUG -DBOOST_DISABLE_ASSERTS -DGMX_DISABLE_ASSERTS)
876 endif()
877
878 if (BUILD_TESTING)
879     # "tests" target builds all the separate test binaries.
880     add_custom_target(tests)
881     # "run-ctest" is an internal target that actually runs the tests.
882     # This is necessary to be able to add separate targets that execute as part
883     # of 'make check', but are ensured to be executed after the actual tests.
884     add_custom_target(run-ctest
885                       COMMAND ${CMAKE_CTEST_COMMAND} --output-on-failure
886                       COMMENT "Running all tests"
887                       VERBATIM)
888     add_dependencies(run-ctest tests)
889     # "check" target builds and runs all tests.
890     add_custom_target(check DEPENDS run-ctest)
891 endif()
892
893 if (NOT GMX_BUILD_MDRUN_ONLY)
894     add_subdirectory(docs)
895     add_subdirectory(share)
896     add_subdirectory(scripts)
897 endif()
898 add_subdirectory(src)
899
900 if (BUILD_TESTING)
901     add_subdirectory(tests)
902 endif()
903
904 gmx_cpack_write_config()
905
906 # Issue a warning if NVIDIA GPUs were detected, but CUDA was not found.
907 # Don't bother the user after the first configure pass.
908 if ((CUDA_NOTFOUND_AUTO AND GMX_DETECT_GPU_AVAILABLE) AND NOT GMX_GPU_DETECTION_DONE)
909     message(WARNING "${CUDA_NOTFOUND_MESSAGE}")
910 endif()
911 set(GMX_GPU_DETECTION_DONE TRUE CACHE INTERNAL "Whether GPU detection has already been done")
912
913 #######################
914 ## uninstall target
915 #######################
916 CONFIGURE_FILE(   "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake.in"
917                   "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake"
918                   IMMEDIATE @ONLY)
919 ###########################
920 ADD_CUSTOM_TARGET(uninstall
921                   "${CMAKE_COMMAND}" -P
922                   "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/cmake/cmake_uninstall.cmake")
923 ###########################
924 set_directory_properties(PROPERTIES
925             ADDITIONAL_MAKE_CLEAN_FILES "install_manifest.txt")