src/gromacs/domdec/mdsetup.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2016,2017,2018,2019,2020, 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 #include "gmxpre.h"
  36
  37 #include "mdsetup.h"
  38
  39 #include "gromacs/domdec/domdec.h"
  40 #include "gromacs/domdec/domdec_struct.h"
  41 #include "gromacs/ewald/pme.h"
  42 #include "gromacs/listed_forces/listed_forces.h"
  43 #include "gromacs/mdlib/constr.h"
  44 #include "gromacs/mdlib/mdatoms.h"
  45 #include "gromacs/mdlib/vsite.h"
  46 #include "gromacs/mdtypes/commrec.h"
  47 #include "gromacs/mdtypes/forcerec.h"
  48 #include "gromacs/mdtypes/inputrec.h"
  49 #include "gromacs/mdtypes/interaction_const.h"
  50 #include "gromacs/mdtypes/mdatom.h"
  51 #include "gromacs/pbcutil/pbc.h"
  52 #include "gromacs/topology/mtop_util.h"
  53 #include "gromacs/topology/topology.h"
  54 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  55 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  56
  57 namespace gmx
  58 {
  59
  60 /* TODO: Add a routine that collects the initial setup of the algorithms.
  61  *
  62  * The final solution should be an MD algorithm base class with methods
  63  * for initialization and atom-data setup.
  64  */
  65 void mdAlgorithmsSetupAtomData(const t_commrec*        cr,
  66                                const t_inputrec*       ir,
  67                                const gmx_mtop_t&       top_global,
  68                                gmx_localtop_t*         top,
  69                                t_forcerec*             fr,
  70                                PaddedHostVector<RVec>* force,
  71                                MDAtoms*                mdAtoms,
  72                                Constraints*            constr,
  73                                VirtualSitesHandler*    vsite,
  74                                gmx_shellfc_t*          shellfc)
  75 {
  76     bool usingDomDec = DOMAINDECOMP(cr);
  77
  78     int numAtomIndex;
  79     int numHomeAtoms;
  80     int numTotalAtoms;
  81
  82     if (usingDomDec)
  83     {
  84         numAtomIndex  = dd_natoms_mdatoms(cr->dd);
  85         numHomeAtoms  = dd_numHomeAtoms(*cr->dd);
  86         numTotalAtoms = dd_natoms_mdatoms(cr->dd);
  87     }
  88     else
  89     {
  90         numAtomIndex  = -1;
  91         numHomeAtoms  = top_global.natoms;
  92         numTotalAtoms = top_global.natoms;
  93     }
  94
  95     if (force != nullptr)
  96     {
  97         /* We need to allocate one element extra, since we might use
  98          * (unaligned) 4-wide SIMD loads to access rvec entries.
  99          */
 100         force->resizeWithPadding(numTotalAtoms);
 101     }
 102
 103     atoms2md(&top_global, ir, numAtomIndex,
 104              usingDomDec ? cr->dd->globalAtomIndices : std::vector<int>(), numHomeAtoms, mdAtoms);
 105
 106     auto mdatoms = mdAtoms->mdatoms();
 107     if (usingDomDec)
 108     {
 109         dd_sort_local_top(cr->dd, mdatoms, top);
 110     }
 111     else
 112     {
 113         gmx_mtop_generate_local_top(top_global, top, ir->efep != efepNO);
 114     }
 115
 116     if (vsite)
 117     {
 118         vsite->setVirtualSites(top->idef.il, *mdatoms);
 119     }
 120
 121     /* Note that with DD only flexible constraints, not shells, are supported
 122      * and these don't require setup in make_local_shells().
 123      *
 124      * TODO: This should only happen in ShellFCElement (it is called directly by the modular
 125      *       simulator ShellFCElement already, but still used here by legacy simulators)
 126      */
 127     if (!usingDomDec && shellfc)
 128     {
 129         make_local_shells(cr, mdatoms, shellfc);
 130     }
 131
 132     fr->listedForces->setup(top->idef, fr->natoms_force, fr->gpuBonded != nullptr);
 133
 134     if (EEL_PME(fr->ic->eeltype) && (cr->duty & DUTY_PME))
 135     {
 136         /* This handles the PP+PME rank case where fr->pmedata is valid.
 137          * For PME-only ranks, gmx_pmeonly() has its own call to gmx_pme_reinit_atoms().
 138          */
 139         const int numPmeAtoms = numHomeAtoms - fr->n_tpi;
 140         gmx_pme_reinit_atoms(fr->pmedata, numPmeAtoms, mdatoms->chargeA);
 141     }
 142
 143     if (constr)
 144     {
 145         constr->setConstraints(top, mdatoms->nr, mdatoms->homenr, mdatoms->massT, mdatoms->invmass,
 146                                mdatoms->nMassPerturbed != 0, mdatoms->lambda, mdatoms->cFREEZE);
 147     }
 148 }
 149
 150 } // namespace gmx