Remove tree-reduce algorithm
[alexxy/gromacs.git] / docs / user-guide / environment-variables.rst
1 .. NOTE: Below is a useful bash one-liner to verify whether there are variables in this file
2 ..        no longer present in the code.
3 .. ( export INPUT_FILE='docs/user-guide/environment-variables.rst' GIT_PAGER="cat "; for s in $(grep '^`'  $INPUT_FILE | sed 's/`//g' | sed 's/,/ /g'); do count=$(git grep $s | grep -v $INPUT_FILE | wc -l); [ $count -eq 0 ] && printf "%-30s%s\n" $s $count; done ; )
4 .. Another useful one-liner to find undocumentedvariables:
5 ..  ( export INPUT_FILE=docs/user-guide/environment-variables.rst; GIT_PAGER="cat ";   for ss in `for s in $(git grep getenv |  sed 's/.*getenv("\(.*\)".*/\1/' | sort -u  | grep '^[A-Z]'); do [ $(grep $s $INPUT_FILE -c) -eq 0 ] && echo $s; done `; do git grep $ss ; done )
6
7 Environment Variables
8 =====================
9
10 |Gromacs| programs may be influenced by the use of
11 environment variables.  First of all, the variables set in
12 the ``GMXRC`` file are essential for running and
13 compiling |Gromacs|. Some other useful environment variables are
14 listed in the following sections. Most environment variables function
15 by being set in your shell to any non-NULL value. Specific
16 requirements are described below if other values need to be set. You
17 should consult the documentation for your shell for instructions on
18 how to set environment variables in the current shell, or in configuration
19 files for future shells. Note that requirements for exporting
20 environment variables to jobs run under batch control systems vary and
21 you should consult your local documentation for details.
22
23 Output Control
24 --------------
25 ``GMX_CONSTRAINTVIR``
26         Print constraint virial and force virial energy terms.
27
28 ``GMX_DUMP_NL``
29         Neighbour list dump level; default 0.
30
31 ``GMX_MAXBACKUP``
32         |Gromacs| automatically backs up old
33         copies of files when trying to write a new file of the same
34         name, and this variable controls the maximum number of
35         backups that will be made, default 99. If set to 0 it fails to
36         run if any output file already exists. And if set to -1 it
37         overwrites any output file without making a backup.
38
39 ``GMX_NO_QUOTES``
40         if this is explicitly set, no cool quotes
41         will be printed at the end of a program.
42
43 ``GMX_SUPPRESS_DUMP``
44         prevent dumping of step files during
45         (for example) blowing up during failure of constraint
46         algorithms.
47
48 ``GMX_TPI_DUMP``
49         dump all configurations to a :ref:`pdb`
50         file that have an interaction energy less than the value set
51         in this environment variable.
52
53 ``GMX_VIEW_XPM``
54         ``GMX_VIEW_XVG``, ``GMX_VIEW_EPS`` and ``GMX_VIEW_PDB``, commands used to
55         automatically view :ref:`xvg`, :ref:`xpm`, :ref:`eps`
56         and :ref:`pdb` file types, respectively; they default to ``xv``, ``xmgrace``,
57         ``ghostview`` and ``rasmol``. Set to empty to disable
58         automatic viewing of a particular file type. The command will
59         be forked off and run in the background at the same priority
60         as the |Gromacs| tool (which might not be what you want).
61         Be careful not to use a command which blocks the terminal
62         (e.g. ``vi``), since multiple instances might be run.
63
64 ``GMX_LOG_BUFFER``
65         the size of the buffer for file I/O. When set
66         to 0, all file I/O will be unbuffered and therefore very slow.
67         This can be handy for debugging purposes, because it ensures
68         that all files are always totally up-to-date.
69
70 ``GMX_LOGO_COLOR``
71         set display color for logo in :ref:`gmx view`.
72
73 ``GMX_PRINT_LONGFORMAT``
74         use long float format when printing
75         decimal values.
76
77 ``GMX_COMPELDUMP``
78         Applies for computational electrophysiology setups
79         only (see reference manual). The initial structure gets dumped to
80         :ref:`pdb` file, which allows to check whether multimeric channels have
81         the correct PBC representation.
82
83 ``GMX_TRAJECTORY_IO_VERBOSITY``
84         Defaults to 1, which prints frame count e.g. when reading trajectory
85         files. Set to 0 for quiet operation.
86
87 ``GMX_ENABLE_GPU_TIMING``
88         Enables GPU timings in the log file for CUDA. Note that CUDA timings
89         are incorrect with multiple streams, as happens with domain
90         decomposition or with both non-bondeds and PME on the GPU (this is
91         also the main reason why they are not turned on by default).
92
93 ``GMX_DISABLE_GPU_TIMING``
94         Disables GPU timings in the log file for OpenCL.
95
96 Debugging
97 ---------
98 ``GMX_PRINT_DEBUG_LINES``
99         when set, print debugging info on line numbers.
100
101 ``GMX_DD_NST_DUMP``
102         number of steps that elapse between dumping
103         the current DD to a PDB file (default 0). This only takes effect
104         during domain decomposition, so it should typically be
105         0 (never), 1 (every DD phase) or a multiple of :mdp:`nstlist`.
106
107 ``GMX_DD_NST_DUMP_GRID``
108         number of steps that elapse between dumping
109         the current DD grid to a PDB file (default 0). This only takes effect
110         during domain decomposition, so it should typically be
111         0 (never), 1 (every DD phase) or a multiple of :mdp:`nstlist`.
112
113 ``GMX_DD_DEBUG``
114         general debugging trigger for every domain
115         decomposition (default 0, meaning off). Currently only checks
116         global-local atom index mapping for consistency.
117
118 ``GMX_DD_NPULSE``
119         over-ride the number of DD pulses used
120         (default 0, meaning no over-ride). Normally 1 or 2.
121
122 ``GMX_DISABLE_ALTERNATING_GPU_WAIT``
123         disables the specialized polling wait path used to wait for the PME and nonbonded
124         GPU tasks completion to overlap to do the reduction of the resulting forces that
125         arrive first. Setting this variable switches to the generic path with fixed waiting
126         order.
127
128 ``GMX_TEST_REQUIRED_NUMBER_OF_DEVICES``
129         sets the number of GPUs required by the test suite. By default, the test suite would
130         fall-back to using CPU if GPUs could not be detected. Set it to a positive integer value
131         to ensure that at least this at least this number of usable GPUs are detected. Default:
132         0 (not testing GPU availability).
133
134 There are a number of extra environment variables like these
135 that are used in debugging - check the code!
136
137 Performance and Run Control
138 ---------------------------
139 ``GMX_DO_GALACTIC_DYNAMICS``
140         planetary simulations are made possible (just for fun) by setting
141         this environment variable, which allows setting :mdp:`epsilon-r` to -1 in the :ref:`mdp`
142         file. Normally, :mdp:`epsilon-r` must be greater than zero to prevent a fatal error.
143         See webpage_ for example input files for a planetary simulation.
144
145 ``GMX_BONDED_NTHREAD_UNIFORM``
146         Value of the number of threads per rank from which to switch from uniform
147         to localized bonded interaction distribution; optimal value dependent on
148         system and hardware, default value is 4.
149
150 ``GMX_GPU_NB_EWALD_TWINCUT``
151         force the use of twin-range cutoff kernel even if :mdp:`rvdw` equals
152         :mdp:`rcoulomb` after PP-PME load balancing. The switch to twin-range kernels is automated,
153         so this variable should be used only for benchmarking.
154
155 ``GMX_GPU_NB_ANA_EWALD``
156         force the use of analytical Ewald kernels. Should be used only for benchmarking.
157
158 ``GMX_GPU_NB_TAB_EWALD``
159         force the use of tabulated Ewald kernels. Should be used only for benchmarking.
160
161 ``GMX_DISABLE_CUDA_TIMING``
162         Deprecated. Use ``GMX_DISABLE_GPU_TIMING`` instead.
163
164 ``GMX_GPU_DD_COMMS``
165         perform domain decomposition halo exchange communication operations (on coordinate and force buffers)
166         directly on GPU memory spaces, without the staging of data through CPU memory, where possible.
167
168 ``GMX_GPU_PME_PP_COMMS``
169         when the simulation uses a separate PME rank, perform communication operations between PP and PME rank
170         (for coordinate and force buffers) directly on GPU memory spaces, without the staging of data through CPU
171         memory, where possible. 
172
173 ``GMX_CYCLE_ALL``
174         times all code during runs.  Incompatible with threads.
175
176 ``GMX_CYCLE_BARRIER``
177         calls MPI_Barrier before each cycle start/stop call.
178
179 ``GMX_DD_ORDER_ZYX``
180         build domain decomposition cells in the order
181         (z, y, x) rather than the default (x, y, z).
182
183 ``GMX_DD_USE_SENDRECV2``
184         during constraint and vsite communication, use a pair
185         of ``MPI_Sendrecv`` calls instead of two simultaneous non-blocking calls
186         (default 0, meaning off). Might be faster on some MPI implementations.
187
188 ``GMX_DLB_BASED_ON_FLOPS``
189         do domain-decomposition dynamic load balancing based on flop count rather than
190         measured time elapsed (default 0, meaning off).
191         This makes the load balancing reproducible, which can be useful for debugging purposes.
192         A value of 1 uses the flops; a value > 1 adds (value - 1)*5% of noise to the flops to increase the imbalance and the scaling.
193
194 ``GMX_DLB_MAX_BOX_SCALING``
195         maximum percentage box scaling permitted per domain-decomposition
196         load-balancing step (default 10)
197
198 ``GMX_DD_RECORD_LOAD``
199         record DD load statistics for reporting at end of the run (default 1, meaning on)
200
201 ``GMX_DETAILED_PERF_STATS``
202         when set, print slightly more detailed performance information
203         to the :ref:`log` file. The resulting output is the way performance summary is reported in versions
204         4.5.x and thus may be useful for anyone using scripts to parse :ref:`log` files or standard output.
205
206 ``GMX_DISABLE_SIMD_KERNELS``
207         disables architecture-specific SIMD-optimized (SSE2, SSE4.1, AVX, etc.)
208         non-bonded kernels thus forcing the use of plain C kernels.
209
210 ``GMX_DISABLE_GPU_TIMING``
211         timing of asynchronously executed GPU operations can have a
212         non-negligible overhead with short step times. Disabling timing can improve performance in these cases.
213
214 ``GMX_DISABLE_GPU_DETECTION``
215         when set, disables GPU detection even if :ref:`gmx mdrun` was compiled
216         with GPU support.
217
218 ``GMX_GPU_APPLICATION_CLOCKS``
219         setting this variable to a value of "0", "ON", or "DISABLE" (case insensitive)
220         allows disabling the CUDA GPU allication clock support.
221
222 ``GMX_DISRE_ENSEMBLE_SIZE``
223         the number of systems for distance restraint ensemble
224         averaging. Takes an integer value.
225
226 ``GMX_EMULATE_GPU``
227         emulate GPU runs by using algorithmically equivalent CPU reference code instead of
228         GPU-accelerated functions. As the CPU code is slow, it is intended to be used only for debugging purposes.
229
230 ``GMX_ENX_NO_FATAL``
231         disable exiting upon encountering a corrupted frame in an :ref:`edr`
232         file, allowing the use of all frames up until the corruption.
233
234 ``GMX_FORCE_UPDATE``
235         update forces when invoking ``mdrun -rerun``.
236
237 ``GMX_FORCE_UPDATE_DEFAULT_GPU``
238         Force update to run on the GPU by default, overriding the ``mdrun -update auto`` option. Works similar to setting
239         ``mdrun -update gpu``, but (1) falls back to the CPU code-path, if set with input that is not supported and
240         (2) can be used to run update on GPUs in multi-rank cases. The latter case should be
241         considered experimental since it lacks substantial testing. Also, GPU update is only supported with the GPU direct
242         communications and ``GMX_FORCE_UPDATE_DEFAULT_GPU`` variable should be set simultaneously with ``GMX_GPU_DD_COMMS``
243         and ``GMX_GPU_PME_PP_COMMS`` environment variables in multi-rank case. Does not override ``mdrun -update cpu``.
244
245 ``GMX_GPU_ID``
246         set in the same way as ``mdrun -gpu_id``, ``GMX_GPU_ID``
247         allows the user to specify different GPU IDs for different ranks, which can be useful for selecting different
248         devices on different compute nodes in a cluster.  Cannot be used in conjunction with ``mdrun -gpu_id``.
249
250 ``GMX_GPUTASKS``
251         set in the same way as ``mdrun -gputasks``, ``GMX_GPUTASKS`` allows the mapping
252         of GPU tasks to GPU device IDs to be different on different ranks, if e.g. the MPI
253         runtime permits this variable to be different for different ranks. Cannot be used
254         in conjunction with ``mdrun -gputasks``. Has all the same requirements as ``mdrun -gputasks``.
255
256 ``GMX_GPU_DISABLE_COMPATIBILITY_CHECK``
257         Disables the hardware compatibility check in OpenCL and SYCL. Useful for developers
258         and allows testing the OpenCL/SYCL kernels on non-supported platforms without source code modification.
259
260 ``GMX_IGNORE_FSYNC_FAILURE_ENV``
261         allow :ref:`gmx mdrun` to continue even if
262         a file is missing.
263
264 ``GMX_LJCOMB_TOL``
265         when set to a floating-point value, overrides the default tolerance of
266         1e-5 for force-field floating-point parameters.
267
268 ``GMX_MAXCONSTRWARN``
269         if set to -1, :ref:`gmx mdrun` will
270         not exit if it produces too many LINCS warnings.
271
272 ``GMX_NB_MIN_CI``
273         neighbor list balancing parameter used when running on GPU. Sets the
274         target minimum number pair-lists in order to improve multi-processor load-balance for better
275         performance with small simulation systems. Must be set to a non-negative integer,
276         the 0 value disables list splitting.
277         The default value is optimized for supported GPUs
278         therefore changing it is not necessary for normal usage, but it can be useful on future architectures.
279
280 ``GMX_NBLISTCG``
281         use neighbor list and kernels based on charge groups.
282
283 ``GMX_NBNXN_CYCLE``
284         when set, print detailed neighbor search cycle counting.
285
286 ``GMX_NBNXN_EWALD_ANALYTICAL``
287         force the use of analytical Ewald non-bonded kernels,
288         mutually exclusive of ``GMX_NBNXN_EWALD_TABLE``.
289
290 ``GMX_NBNXN_EWALD_TABLE``
291         force the use of tabulated Ewald non-bonded kernels,
292         mutually exclusive of ``GMX_NBNXN_EWALD_ANALYTICAL``.
293
294 ``GMX_NBNXN_SIMD_2XNN``
295         force the use of 2x(N+N) SIMD CPU non-bonded kernels,
296         mutually exclusive of ``GMX_NBNXN_SIMD_4XN``.
297
298 ``GMX_NBNXN_SIMD_4XN``
299         force the use of 4xN SIMD CPU non-bonded kernels,
300         mutually exclusive of ``GMX_NBNXN_SIMD_2XNN``.
301
302 ``GMX_NOOPTIMIZEDKERNELS``
303         deprecated, use ``GMX_DISABLE_SIMD_KERNELS`` instead.
304
305 ``GMX_NO_CART_REORDER``
306         used in initializing domain decomposition communicators. Rank reordering
307         is default, but can be switched off with this environment variable.
308
309 ``GMX_NO_LJ_COMB_RULE``
310         force the use of LJ paremeter lookup instead of using combination rules
311         in the non-bonded kernels.
312
313 ``GMX_NO_INT``, ``GMX_NO_TERM``, ``GMX_NO_USR1``
314         disable signal handlers for SIGINT,
315         SIGTERM, and SIGUSR1, respectively.
316
317 ``GMX_NO_NODECOMM``
318         do not use separate inter- and intra-node communicators.
319
320 ``GMX_NO_NONBONDED``
321         skip non-bonded calculations; can be used to estimate the possible
322         performance gain from adding a GPU accelerator to the current hardware setup -- assuming that this is
323         fast enough to complete the non-bonded calculations while the CPU does bonded force and PME computation.
324         Freezing the particles will be required to stop the system blowing up.
325
326 ``GMX_PULL_PARTICIPATE_ALL``
327         disable the default heuristic for when to use a separate pull MPI communicator (at >=32 ranks).
328
329 ``GMX_NOPREDICT``
330         shell positions are not predicted.
331
332 ``GMX_NO_UPDATEGROUPS``
333         turns off update groups. May allow for a decomposition of more
334         domains for small systems at the cost of communication during update.
335
336 ``GMX_NSCELL_NCG``
337         the ideal number of charge groups per neighbor searching grid cell is hard-coded
338         to a value of 10. Setting this environment variable to any other integer value overrides this hard-coded
339         value.
340
341 ``GMX_PME_NUM_THREADS``
342         set the number of OpenMP or PME threads; overrides the default set by
343         :ref:`gmx mdrun`; can be used instead of the ``-npme`` command line option,
344         also useful to set heterogeneous per-process/-node thread count.
345
346 ``GMX_PME_P3M``
347         use P3M-optimized influence function instead of smooth PME B-spline interpolation.
348
349 ``GMX_PME_THREAD_DIVISION``
350         PME thread division in the format "x y z" for all three dimensions. The
351         sum of the threads in each dimension must equal the total number of PME threads (set in
352         :envvar:`GMX_PME_NTHREADS`).
353
354 ``GMX_PMEONEDD``
355         if the number of domain decomposition cells is set to 1 for both x and y,
356         decompose PME in one dimension.
357
358 ``GMX_REQUIRE_SHELL_INIT``
359         require that shell positions are initiated.
360
361 ``GMX_REQUIRE_TABLES``
362         require the use of tabulated Coulombic
363         and van der Waals interactions.
364
365 ``GMX_TPIC_MASSES``
366         should contain multiple masses used for test particle insertion into a cavity.
367         The center of mass of the last atoms is used for insertion into the cavity.
368
369 ``GMX_USE_GRAPH``
370         use graph for bonded interactions.
371
372 ``GMX_VERLET_BUFFER_RES``
373         resolution of buffer size in Verlet cutoff scheme.  The default value is
374         0.001, but can be overridden with this environment variable.
375
376 ``HWLOC_XMLFILE``
377         Not strictly a |Gromacs| environment variable, but on large machines
378         the hwloc detection can take a few seconds if you have lots of MPI processes.
379         If you run the hwloc command :command:`lstopo out.xml` and set this environment
380         variable to point to the location of this file, the hwloc library will use
381         the cached information instead, which can be faster.
382
383 ``MPIRUN``
384         the ``mpirun`` command used by :ref:`gmx tune_pme`.
385
386 ``MDRUN``
387         the :ref:`gmx mdrun` command used by :ref:`gmx tune_pme`.
388
389 ``GMX_DISABLE_DYNAMICPRUNING``
390         disables dynamic pair-list pruning. Note that :ref:`gmx mdrun` will
391         still tune nstlist to the optimal value picked assuming dynamic pruning. Thus
392         for good performance the -nstlist option should be used.
393
394 ``GMX_NSTLIST_DYNAMICPRUNING``
395         overrides the dynamic pair-list pruning interval chosen heuristically
396         by mdrun. Values should be between the pruning frequency value
397         (1 for CPU and 2 for GPU) and :mdp:`nstlist` ``- 1``.
398
399 .. _opencl-management:
400
401 OpenCL management
402 -----------------
403 Currently, several environment variables exist that help customize some aspects
404 of the OpenCL_ version of |Gromacs|. They are mostly related to the runtime
405 compilation of OpenCL kernels, but they are also used in device selection.
406
407 ``GMX_OCL_NOGENCACHE``
408         If set, disable caching for OpenCL kernel builds. Caching is
409         normally useful so that future runs can re-use the compiled
410         kernels from previous runs. Currently, caching is always
411         disabled, until we solve concurrency issues.
412
413 ``GMX_OCL_GENCACHE``
414         Enable OpenCL binary caching. Only intended to be used for
415         development and (expert) testing as neither concurrency
416         nor cache invalidation is implemented safely!
417
418 ``GMX_OCL_NOFASTGEN``
419         If set, generate and compile all algorithm flavors, otherwise
420         only the flavor required for the simulation is generated and
421         compiled.
422
423 ``GMX_OCL_DISABLE_FASTMATH``
424         Prevents the use of ``-cl-fast-relaxed-math`` compiler option.
425
426 ``GMX_OCL_DUMP_LOG``
427         If defined, the OpenCL build log is always written to the
428         mdrun log file. Otherwise, the build log is written to the
429         log file only when an error occurs.
430
431 ``GMX_OCL_VERBOSE``
432         If defined, it enables verbose mode for OpenCL kernel build.
433         Currently available only for NVIDIA GPUs. See ``GMX_OCL_DUMP_LOG``
434         for details about how to obtain the OpenCL build log.
435
436 ``GMX_OCL_DUMP_INTERM_FILES``
437
438         If defined, intermediate language code corresponding to the
439         OpenCL build process is saved to file. Caching has to be
440         turned off in order for this option to take effect (see
441         ``GMX_OCL_NOGENCACHE``).
442
443             - NVIDIA GPUs: PTX code is saved in the current directory
444               with the name ``device_name.ptx``
445             - AMD GPUs: ``.IL/.ISA`` files will be created for each OpenCL
446               kernel built.  For details about where these files are
447               created check AMD documentation for ``-save-temps`` compiler
448               option.
449
450 ``GMX_OCL_DEBUG``
451         Use in conjunction with ``OCL_FORCE_CPU`` or with an AMD device.
452         It adds the debug flag to the compiler options (-g).
453
454 ``GMX_OCL_NOOPT``
455         Disable optimisations. Adds the option ``cl-opt-disable`` to the
456         compiler options.
457
458 ``GMX_OCL_FORCE_CPU``
459         Force the selection of a CPU device instead of a GPU.  This
460         exists only for debugging purposes. Do not expect |Gromacs| to
461         function properly with this option on, it is solely for the
462         simplicity of stepping in a kernel and see what is happening.
463
464 ``GMX_OCL_DISABLE_I_PREFETCH``
465         Disables i-atom data (type or LJ parameter) prefetch allowing
466         testing.
467
468 ``GMX_OCL_ENABLE_I_PREFETCH``
469         Enables i-atom data (type or LJ parameter) prefetch allowing
470         testing on platforms where this behavior is not default.
471
472 ``GMX_OCL_FILE_PATH``
473         Use this parameter to force |Gromacs| to load the OpenCL
474         kernels from a custom location. Use it only if you want to
475         override |Gromacs| default behavior, or if you want to test
476         your own kernels.
477
478 ``GMX_OCL_SHOW_DIAGNOSTICS``
479         Use Intel OpenCL extension to show additional runtime performance
480         diagnostics.
481
482 Analysis and Core Functions
483 ---------------------------
484
485 ``DSSP``
486         used by :ref:`gmx do_dssp` to point to the ``dssp``
487         executable (not just its path).
488
489 ``GMX_DIPOLE_SPACING``
490         spacing used by :ref:`gmx dipoles`.
491
492 ``GMX_MAXRESRENUM``
493         sets the maximum number of residues to be renumbered by
494         :ref:`gmx grompp`. A value of -1 indicates all residues should be renumbered.
495
496 ``GMX_NO_FFRTP_TER_RENAME``
497         Some force fields (like AMBER) use specific names for N- and C-
498         terminal residues (NXXX and CXXX) as :ref:`rtp` entries that are normally renamed. Setting
499         this environment variable disables this renaming.
500
501 ``GMX_PATH_GZIP``
502         ``gunzip`` executable, used by :ref:`gmx wham`.
503
504 ``GMX_FONT``
505         name of X11 font used by :ref:`gmx view`.
506
507 ``GMXTIMEUNIT``
508         the time unit used in output files, can be
509         anything in fs, ps, ns, us, ms, s, m or h.
510
511 ``MULTIPROT``
512         name of the ``multiprot`` executable, used by the
513         contributed program ``do_multiprot``.
514
515 ``NCPUS``
516         number of CPUs to be used for Gaussian QM calculation
517
518 ``GMX_TOTAL``
519         name of the ``total`` executable used by the contributed
520         ``do_shift`` program.
521
522 ``GMX_ENER_VERBOSE``
523         make :ref:`gmx energy` and :ref:`gmx eneconv`
524         loud and noisy.
525
526 ``VMD_PLUGIN_PATH``
527         where to find VMD plug-ins. Needed to be
528         able to read file formats recognized only by a VMD plug-in.
529
530 ``VMDDIR``
531         base path of VMD installation.
532
533 ``GMX_USE_XMGR``
534         sets viewer to ``xmgr`` (deprecated) instead of ``xmgrace``.