src/gromacs/domdec/domdec_setup.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019,2020,2021, 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 /*! \internal \file
  36  *
  37  * \brief Declares functions for choosing the DD grid setup
  38  *
  39  * \author Berk Hess <hess@kth.se>
  40  * \ingroup module_domdec
  41  */
  42 #ifndef GMX_DOMDEC_DOMDEC_SETUP_H
  43 #define GMX_DOMDEC_DOMDEC_SETUP_H
  44
  45 #include "gromacs/math/vec.h"
  46 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  47
  48 enum class DDRole;
  49 struct DDSettings;
  50 struct DDSystemInfo;
  51 struct gmx_ddbox_t;
  52 struct gmx_mtop_t;
  53 struct t_commrec;
  54 struct t_inputrec;
  55
  56 namespace gmx
  57 {
  58 struct DomdecOptions;
  59 struct MDModulesNotifiers;
  60 class MDLogger;
  61 class SeparatePmeRanksPermitted;
  62 template<typename T>
  63 class ArrayRef;
  64 } // namespace gmx
  65
  66 /*! \brief Returns the volume fraction of the system that is communicated */
  67 real comm_box_frac(const gmx::IVec& dd_nc, real cutoff, const gmx_ddbox_t& ddbox);
  68
  69 /*! \internal
  70  * \brief Describes the DD grid setup
  71  *
  72  * This struct is for temporary use when choosing and initializing
  73  * the domain decomposition grid.
  74  */
  75 struct DDGridSetup
  76 {
  77     //! The number of separate PME ranks, 0 if none or all ranks do PME
  78     int numPmeOnlyRanks = 0;
  79     //! The number of domains along each dimension
  80     ivec numDomains = { 0, 0, 0 };
  81     //! The number of dimensions which we decompose in domains
  82     int numDDDimensions = 0;
  83     //! The domain decomposition dimensions, the first numDDDimensions entries are used
  84     ivec ddDimensions = { -1, -1, -1 };
  85 };
  86
  87 /*! \brief Checks for ability to use separate PME ranks
  88  *
  89  * Disables automatic usage if:
  90  * some MDModule could not use separate PME ranks,
  91  * GPU setup is not compatible with separate PME ranks,
  92  * user provided explicit DD grid
  93  * or total number of ranks is not large enough to use PME ranks
  94  */
  95 gmx::SeparatePmeRanksPermitted checkForSeparatePmeRanks(const gmx::MDModulesNotifiers& notifiers,
  96                                                         const gmx::DomdecOptions&      options,
  97                                                         int  numRanksRequested,
  98                                                         bool useGpuForNonbonded,
  99                                                         bool useGpuForPme);
 100
 101 /*! \brief Checks that requests for PP and PME ranks honor basic expectations
 102  *
 103  * Issues a fatal error if there are more PME ranks than PP, if the
 104  * count of PP ranks has a prime factor that is too large to be likely
 105  * to have good performance or PME-only ranks could not be used,
 106  * but requested with -npme > 0 */
 107 void checkForValidRankCountRequests(int                                   numRanksRequested,
 108                                     bool                                  usingPme,
 109                                     int                                   numPmeRanksRequested,
 110                                     const gmx::SeparatePmeRanksPermitted& separatePmeRanksPermitted,
 111                                     bool checkForLargePrimeFactors);
 112
 113 /*! \brief Return the minimum cell size (in nm) required for DD */
 114 real getDDGridSetupCellSizeLimit(const gmx::MDLogger& mdlog,
 115                                  bool                 bDynLoadBal,
 116                                  real                 dlb_scale,
 117                                  const t_inputrec&    ir,
 118                                  real                 systemInfoCellSizeLimit);
 119
 120 /*! \brief Determines the DD grid setup
 121  *
 122  * Either implements settings required by the user, or otherwise
 123  * chooses estimated optimal number of separate PME ranks and DD grid
 124  * cell setup, DD cell size limits, and the initial ddbox.
 125  */
 126 DDGridSetup getDDGridSetup(const gmx::MDLogger&                  mdlog,
 127                            DDRole                                ddRole,
 128                            MPI_Comm                              communicator,
 129                            int                                   numRanksRequested,
 130                            const gmx::DomdecOptions&             options,
 131                            const DDSettings&                     ddSettings,
 132                            const DDSystemInfo&                   systemInfo,
 133                            real                                  cellSizeLimit,
 134                            const gmx_mtop_t&                     mtop,
 135                            const t_inputrec&                     ir,
 136                            const gmx::SeparatePmeRanksPermitted& separatePmeRanksPermitted,
 137                            const matrix                          box,
 138                            gmx::ArrayRef<const gmx::RVec>        xGlobal,
 139                            gmx_ddbox_t*                          ddbox);
 140
 141 #endif