src/gromacs/mdlib/domdec_setup.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  * This file is part of Gromacs        Copyright (c) 1991-2008
   5  * David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, University of Groningen.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  13  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org
  14  *
  15  * And Hey:
  16  * Gnomes, ROck Monsters And Chili Sauce
  17  */
  18
  19 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  20 #include <config.h>
  21 #endif
  22
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <assert.h>
  25 #include "domdec.h"
  26 #include "network.h"
  27 #include "perf_est.h"
  28 #include "physics.h"
  29 #include "smalloc.h"
  30 #include "typedefs.h"
  31 #include "vec.h"
  32 #include "names.h"
  33
  34 /* Margin for setting up the DD grid */
  35 #define DD_GRID_MARGIN_PRES_SCALE 1.05
  36
  37 static int factorize(int n, int **fac, int **mfac)
  38 {
  39     int d, ndiv;
  40
  41     if (n <= 0)
  42     {
  43         gmx_fatal(FARGS, "Can only factorize positive integers.");
  44     }
  45
  46     /* Decompose n in factors */
  47     snew(*fac, n/2);
  48     snew(*mfac, n/2);
  49     d    = 2;
  50     ndiv = 0;
  51     while (n > 1)
  52     {
  53         while (n % d == 0)
  54         {
  55             if (ndiv == 0 || (*fac)[ndiv-1] != d)
  56             {
  57                 ndiv++;
  58                 (*fac)[ndiv-1] = d;
  59             }
  60             (*mfac)[ndiv-1]++;
  61             n /= d;
  62         }
  63         d++;
  64     }
  65
  66     return ndiv;
  67 }
  68
  69 static gmx_bool largest_divisor(int n)
  70 {
  71     int ndiv, *div, *mdiv, ldiv;
  72
  73     ndiv = factorize(n, &div, &mdiv);
  74     ldiv = div[ndiv-1];
  75     sfree(div);
  76     sfree(mdiv);
  77
  78     return ldiv;
  79 }
  80
  81 static int lcd(int n1, int n2)
  82 {
  83     int d, i;
  84
  85     d = 1;
  86     for (i = 2; (i <= n1 && i <= n2); i++)
  87     {
  88         if (n1 % i == 0 && n2 % i == 0)
  89         {
  90             d = i;
  91         }
  92     }
  93
  94     return d;
  95 }
  96
  97 static gmx_bool fits_pme_ratio(int nnodes, int npme, float ratio)
  98 {
  99     return ((double)npme/(double)nnodes > 0.95*ratio);
 100 }
 101
 102 static gmx_bool fits_pp_pme_perf(int nnodes, int npme, float ratio)
 103 {
 104     int ndiv, *div, *mdiv, ldiv;
 105     int npp_root3, npme_root2;
 106
 107     ndiv = factorize(nnodes-npme, &div, &mdiv);
 108     ldiv = div[ndiv-1];
 109     sfree(div);
 110     sfree(mdiv);
 111
 112     npp_root3  = (int)(pow(nnodes-npme, 1.0/3.0) + 0.5);
 113     npme_root2 = (int)(sqrt(npme) + 0.5);
 114
 115     /* The check below gives a reasonable division:
 116      * factor 5 allowed at 5 or more PP nodes,
 117      * factor 7 allowed at 49 or more PP nodes.
 118      */
 119     if (ldiv > 3 + npp_root3)
 120     {
 121         return FALSE;
 122     }
 123
 124     /* Check if the number of PP and PME nodes have a reasonable sized
 125      * denominator in common, such that we can use 2D PME decomposition
 126      * when required (which requires nx_pp == nx_pme).
 127      * The factor of 2 allows for a maximum ratio of 2^2=4
 128      * between nx_pme and ny_pme.
 129      */
 130     if (lcd(nnodes-npme, npme)*2 < npme_root2)
 131     {
 132         return FALSE;
 133     }
 134
 135     /* Does this division gives a reasonable PME load? */
 136     return fits_pme_ratio(nnodes, npme, ratio);
 137 }
 138
 139 static int guess_npme(FILE *fplog, gmx_mtop_t *mtop, t_inputrec *ir, matrix box,
 140                       int nnodes)
 141 {
 142     float      ratio;
 143     int        npme, nkx, nky;
 144     t_inputrec ir_try;
 145
 146     ratio = pme_load_estimate(mtop, ir, box);
 147
 148     if (fplog)
 149     {
 150         fprintf(fplog, "Guess for relative PME load: %.2f\n", ratio);
 151     }
 152
 153     /* We assume the optimal node ratio is close to the load ratio.
 154      * The communication load is neglected,
 155      * but (hopefully) this will balance out between PP and PME.
 156      */
 157
 158     if (!fits_pme_ratio(nnodes, nnodes/2, ratio))
 159     {
 160         /* We would need more than nnodes/2 PME only nodes,
 161          * which is not possible. Since the PME load is very high,
 162          * we will not loose much performance when all nodes do PME.
 163          */
 164
 165         return 0;
 166     }
 167
 168     /* First try to find npme as a factor of nnodes up to nnodes/3.
 169      * We start with a minimum PME node fraction of 1/16
 170      * and avoid ratios which lead to large prime factors in nnodes-npme.
 171      */
 172     npme = (nnodes + 15)/16;
 173     while (npme <= nnodes/3)
 174     {
 175         if (nnodes % npme == 0)
 176         {
 177             /* Note that fits_perf might change the PME grid,
 178              * in the current implementation it does not.
 179              */
 180             if (fits_pp_pme_perf(nnodes, npme, ratio))
 181             {
 182                 break;
 183             }
 184         }
 185         npme++;
 186     }
 187     if (npme > nnodes/3)
 188     {
 189         /* Try any possible number for npme */
 190         npme = 1;
 191         while (npme <= nnodes/2)
 192         {
 193             /* Note that fits_perf may change the PME grid */
 194             if (fits_pp_pme_perf(nnodes, npme, ratio))
 195             {
 196                 break;
 197             }
 198             npme++;
 199         }
 200     }
 201     if (npme > nnodes/2)
 202     {
 203         gmx_fatal(FARGS, "Could not find an appropriate number of separate PME nodes. i.e. >= %5f*#nodes (%d) and <= #nodes/2 (%d) and reasonable performance wise (grid_x=%d, grid_y=%d).\n"
 204                   "Use the -npme option of mdrun or change the number of processors or the PME grid dimensions, see the manual for details.",
 205                   ratio, (int)(0.95*ratio*nnodes+0.5), nnodes/2, ir->nkx, ir->nky);
 206         /* Keep the compiler happy */
 207         npme = 0;
 208     }
 209     else
 210     {
 211         if (fplog)
 212         {
 213             fprintf(fplog,
 214                     "Will use %d particle-particle and %d PME only nodes\n"
 215                     "This is a guess, check the performance at the end of the log file\n",
 216                     nnodes-npme, npme);
 217         }
 218         fprintf(stderr, "\n"
 219                 "Will use %d particle-particle and %d PME only nodes\n"
 220                 "This is a guess, check the performance at the end of the log file\n",
 221                 nnodes-npme, npme);
 222     }
 223
 224     return npme;
 225 }
 226
 227 static int div_up(int n, int f)
 228 {
 229     return (n + f - 1)/f;
 230 }
 231
 232 real comm_box_frac(ivec dd_nc, real cutoff, gmx_ddbox_t *ddbox)
 233 {
 234     int  i, j, k, npp;
 235     rvec bt, nw;
 236     real comm_vol;
 237
 238     for (i = 0; i < DIM; i++)
 239     {
 240         bt[i] = ddbox->box_size[i]*ddbox->skew_fac[i];
 241         nw[i] = dd_nc[i]*cutoff/bt[i];
 242     }
 243
 244     npp      = 1;
 245     comm_vol = 0;
 246     for (i = 0; i < DIM; i++)
 247     {
 248         if (dd_nc[i] > 1)
 249         {
 250             npp      *= dd_nc[i];
 251             comm_vol += nw[i];
 252             for (j = i+1; j < DIM; j++)
 253             {
 254                 if (dd_nc[j] > 1)
 255                 {
 256                     comm_vol += nw[i]*nw[j]*M_PI/4;
 257                     for (k = j+1; k < DIM; k++)
 258                     {
 259                         if (dd_nc[k] > 1)
 260                         {
 261                             comm_vol += nw[i]*nw[j]*nw[k]*M_PI/6;
 262                         }
 263                     }
 264                 }
 265             }
 266         }
 267     }
 268
 269     return comm_vol;
 270 }
 271
 272 static gmx_bool inhomogeneous_z(const t_inputrec *ir)
 273 {
 274     return ((EEL_PME(ir->coulombtype) || ir->coulombtype == eelEWALD) &&
 275             ir->ePBC == epbcXYZ && ir->ewald_geometry == eewg3DC);
 276 }
 277
 278 /* Avoid integer overflows */
 279 static float comm_pme_cost_vol(int npme, int a, int b, int c)
 280 {
 281     float comm_vol;
 282
 283     comm_vol  = npme - 1;
 284     comm_vol *= npme;
 285     comm_vol *= div_up(a, npme);
 286     comm_vol *= div_up(b, npme);
 287     comm_vol *= c;
 288     return comm_vol;
 289 }
 290
 291 static float comm_cost_est(real limit, real cutoff,
 292                            matrix box, gmx_ddbox_t *ddbox,
 293                            int natoms, t_inputrec *ir,
 294                            float pbcdxr,
 295                            int npme_tot, ivec nc)
 296 {
 297     ivec  npme = {1, 1, 1};
 298     int   i, j, k, nk, overlap;
 299     rvec  bt;
 300     float comm_vol, comm_vol_xf, comm_pme, cost_pbcdx;
 301     /* This is the cost of a pbc_dx call relative to the cost
 302      * of communicating the coordinate and force of an atom.
 303      * This will be machine dependent.
 304      * These factors are for x86 with SMP or Infiniband.
 305      */
 306     float pbcdx_rect_fac = 0.1;
 307     float pbcdx_tric_fac = 0.2;
 308     float temp;
 309
 310     /* Check the DD algorithm restrictions */
 311     if ((ir->ePBC == epbcXY && ir->nwall < 2 && nc[ZZ] > 1) ||
 312         (ir->ePBC == epbcSCREW && (nc[XX] == 1 || nc[YY] > 1 || nc[ZZ] > 1)))
 313     {
 314         return -1;
 315     }
 316
 317     if (inhomogeneous_z(ir) && nc[ZZ] > 1)
 318     {
 319         return -1;
 320     }
 321
 322     assert(ddbox->npbcdim <= DIM);
 323
 324     /* Check if the triclinic requirements are met */
 325     for (i = 0; i < DIM; i++)
 326     {
 327         for (j = i+1; j < ddbox->npbcdim; j++)
 328         {
 329             if (box[j][i] != 0 || ir->deform[j][i] != 0 ||
 330                 (ir->epc != epcNO && ir->compress[j][i] != 0))
 331             {
 332                 if (nc[j] > 1 && nc[i] == 1)
 333                 {
 334                     return -1;
 335                 }
 336             }
 337         }
 338     }
 339
 340     for (i = 0; i < DIM; i++)
 341     {
 342         bt[i] = ddbox->box_size[i]*ddbox->skew_fac[i];
 343
 344         /* Without PBC there are no cell size limits with 2 cells */
 345         if (!(i >= ddbox->npbcdim && nc[i] <= 2) && bt[i] < nc[i]*limit)
 346         {
 347             return -1;
 348         }
 349     }
 350
 351     if (npme_tot > 1)
 352     {
 353         /* The following choices should match those
 354          * in init_domain_decomposition in domdec.c.
 355          */
 356         if (nc[XX] == 1 && nc[YY] > 1)
 357         {
 358             npme[XX] = 1;
 359             npme[YY] = npme_tot;
 360         }
 361         else if (nc[YY] == 1)
 362         {
 363             npme[XX] = npme_tot;
 364             npme[YY] = 1;
 365         }
 366         else
 367         {
 368             /* Will we use 1D or 2D PME decomposition? */
 369             npme[XX] = (npme_tot % nc[XX] == 0) ? nc[XX] : npme_tot;
 370             npme[YY] = npme_tot/npme[XX];
 371         }
 372     }
 373
 374     /* When two dimensions are (nearly) equal, use more cells
 375      * for the smallest index, so the decomposition does not
 376      * depend sensitively on the rounding of the box elements.
 377      */
 378     for (i = 0; i < DIM; i++)
 379     {
 380         for (j = i+1; j < DIM; j++)
 381         {
 382             /* Check if the box size is nearly identical,
 383              * in that case we prefer nx > ny  and ny > nz.
 384              */
 385             if (fabs(bt[j] - bt[i]) < 0.01*bt[i] && nc[j] > nc[i])
 386             {
 387                 /* The XX/YY check is a bit compact. If nc[YY]==npme[YY]
 388                  * this means the swapped nc has nc[XX]==npme[XX],
 389                  * and we can also swap X and Y for PME.
 390                  */
 391                 /* Check if dimension i and j are equivalent for PME.
 392                  * For x/y: if nc[YY]!=npme[YY], we can not swap x/y
 393                  * For y/z: we can not have PME decomposition in z
 394                  */
 395                 if (npme_tot <= 1 ||
 396                     !((i == XX && j == YY && nc[YY] != npme[YY]) ||
 397                       (i == YY && j == ZZ && npme[YY] > 1)))
 398                 {
 399                     return -1;
 400                 }
 401             }
 402         }
 403     }
 404
 405     /* This function determines only half of the communication cost.
 406      * All PP, PME and PP-PME communication is symmetric
 407      * and the "back"-communication cost is identical to the forward cost.
 408      */
 409
 410     comm_vol = comm_box_frac(nc, cutoff, ddbox);
 411
 412     comm_pme = 0;
 413     for (i = 0; i < 2; i++)
 414     {
 415         /* Determine the largest volume for PME x/f redistribution */
 416         if (nc[i] % npme[i] != 0)
 417         {
 418             if (nc[i] > npme[i])
 419             {
 420                 comm_vol_xf = (npme[i] == 2 ? 1.0/3.0 : 0.5);
 421             }
 422             else
 423             {
 424                 comm_vol_xf = 1.0 - lcd(nc[i], npme[i])/(double)npme[i];
 425             }
 426             comm_pme += 3*natoms*comm_vol_xf;
 427         }
 428
 429         /* Grid overlap communication */
 430         if (npme[i] > 1)
 431         {
 432             nk        = (i == 0 ? ir->nkx : ir->nky);
 433             overlap   = (nk % npme[i] == 0 ? ir->pme_order-1 : ir->pme_order);
 434             temp      = npme[i];
 435             temp     *= overlap;
 436             temp     *= ir->nkx;
 437             temp     *= ir->nky;
 438             temp     *= ir->nkz;
 439             temp     /= nk;
 440             comm_pme += temp;
 441 /* Old line comm_pme += npme[i]*overlap*ir->nkx*ir->nky*ir->nkz/nk; */
 442         }
 443     }
 444
 445     /* PME FFT communication volume.
 446      * This only takes the communication into account and not imbalance
 447      * in the calculation. But the imbalance in communication and calculation
 448      * are similar and therefore these formulas also prefer load balance
 449      * in the FFT and pme_solve calculation.
 450      */
 451     comm_pme += comm_pme_cost_vol(npme[YY], ir->nky, ir->nkz, ir->nkx);
 452     comm_pme += comm_pme_cost_vol(npme[XX], ir->nkx, ir->nky, ir->nkz);
 453
 454     /* Add cost of pbc_dx for bondeds */
 455     cost_pbcdx = 0;
 456     if ((nc[XX] == 1 || nc[YY] == 1) || (nc[ZZ] == 1 && ir->ePBC != epbcXY))
 457     {
 458         if ((ddbox->tric_dir[XX] && nc[XX] == 1) ||
 459             (ddbox->tric_dir[YY] && nc[YY] == 1))
 460         {
 461             cost_pbcdx = pbcdxr*pbcdx_tric_fac;
 462         }
 463         else
 464         {
 465             cost_pbcdx = pbcdxr*pbcdx_rect_fac;
 466         }
 467     }
 468
 469     if (debug)
 470     {
 471         fprintf(debug,
 472                 "nc %2d %2d %2d %2d %2d vol pp %6.4f pbcdx %6.4f pme %9.3e tot %9.3e\n",
 473                 nc[XX], nc[YY], nc[ZZ], npme[XX], npme[YY],
 474                 comm_vol, cost_pbcdx, comm_pme,
 475                 3*natoms*(comm_vol + cost_pbcdx) + comm_pme);
 476     }
 477
 478     return 3*natoms*(comm_vol + cost_pbcdx) + comm_pme;
 479 }
 480
 481 static void assign_factors(gmx_domdec_t *dd,
 482                            real limit, real cutoff,
 483                            matrix box, gmx_ddbox_t *ddbox,
 484                            int natoms, t_inputrec *ir,
 485                            float pbcdxr, int npme,
 486                            int ndiv, int *div, int *mdiv, ivec ir_try, ivec opt)
 487 {
 488     int   x, y, z, i;
 489     float ce;
 490
 491     if (ndiv == 0)
 492     {
 493         ce = comm_cost_est(limit, cutoff, box, ddbox,
 494                            natoms, ir, pbcdxr, npme, ir_try);
 495         if (ce >= 0 && (opt[XX] == 0 ||
 496                         ce < comm_cost_est(limit, cutoff, box, ddbox,
 497                                            natoms, ir, pbcdxr,
 498                                            npme, opt)))
 499         {
 500             copy_ivec(ir_try, opt);
 501         }
 502
 503         return;
 504     }
 505
 506     for (x = mdiv[0]; x >= 0; x--)
 507     {
 508         for (i = 0; i < x; i++)
 509         {
 510             ir_try[XX] *= div[0];
 511         }
 512         for (y = mdiv[0]-x; y >= 0; y--)
 513         {
 514             for (i = 0; i < y; i++)
 515             {
 516                 ir_try[YY] *= div[0];
 517             }
 518             for (i = 0; i < mdiv[0]-x-y; i++)
 519             {
 520                 ir_try[ZZ] *= div[0];
 521             }
 522
 523             /* recurse */
 524             assign_factors(dd, limit, cutoff, box, ddbox, natoms, ir, pbcdxr, npme,
 525                            ndiv-1, div+1, mdiv+1, ir_try, opt);
 526
 527             for (i = 0; i < mdiv[0]-x-y; i++)
 528             {
 529                 ir_try[ZZ] /= div[0];
 530             }
 531             for (i = 0; i < y; i++)
 532             {
 533                 ir_try[YY] /= div[0];
 534             }
 535         }
 536         for (i = 0; i < x; i++)
 537         {
 538             ir_try[XX] /= div[0];
 539         }
 540     }
 541 }
 542
 543 static real optimize_ncells(FILE *fplog,
 544                             int nnodes_tot, int npme_only,
 545                             gmx_bool bDynLoadBal, real dlb_scale,
 546                             gmx_mtop_t *mtop, matrix box, gmx_ddbox_t *ddbox,
 547                             t_inputrec *ir,
 548                             gmx_domdec_t *dd,
 549                             real cellsize_limit, real cutoff,
 550                             gmx_bool bInterCGBondeds,
 551                             ivec nc)
 552 {
 553     int      npp, npme, ndiv, *div, *mdiv, d, nmax;
 554     gmx_bool bExcl_pbcdx;
 555     float    pbcdxr;
 556     real     limit;
 557     ivec     itry;
 558
 559     limit  = cellsize_limit;
 560
 561     dd->nc[XX] = 1;
 562     dd->nc[YY] = 1;
 563     dd->nc[ZZ] = 1;
 564
 565     npp = nnodes_tot - npme_only;
 566     if (EEL_PME(ir->coulombtype))
 567     {
 568         npme = (npme_only > 0 ? npme_only : npp);
 569     }
 570     else
 571     {
 572         npme = 0;
 573     }
 574
 575     if (bInterCGBondeds)
 576     {
 577         /* For Ewald exclusions pbc_dx is not called */
 578         bExcl_pbcdx =
 579             (IR_EXCL_FORCES(*ir) && !EEL_FULL(ir->coulombtype));
 580         pbcdxr = (double)n_bonded_dx(mtop, bExcl_pbcdx)/(double)mtop->natoms;
 581     }
 582     else
 583     {
 584         /* Every molecule is a single charge group: no pbc required */
 585         pbcdxr = 0;
 586     }
 587     /* Add a margin for DLB and/or pressure scaling */
 588     if (bDynLoadBal)
 589     {
 590         if (dlb_scale >= 1.0)
 591         {
 592             gmx_fatal(FARGS, "The value for option -dds should be smaller than 1");
 593         }
 594         if (fplog)
 595         {
 596             fprintf(fplog, "Scaling the initial minimum size with 1/%g (option -dds) = %g\n", dlb_scale, 1/dlb_scale);
 597         }
 598         limit /= dlb_scale;
 599     }
 600     else if (ir->epc != epcNO)
 601     {
 602         if (fplog)
 603         {
 604             fprintf(fplog, "To account for pressure scaling, scaling the initial minimum size with %g\n", DD_GRID_MARGIN_PRES_SCALE);
 605             limit *= DD_GRID_MARGIN_PRES_SCALE;
 606         }
 607     }
 608
 609     if (fplog)
 610     {
 611         fprintf(fplog, "Optimizing the DD grid for %d cells with a minimum initial size of %.3f nm\n", npp, limit);
 612
 613         if (inhomogeneous_z(ir))
 614         {
 615             fprintf(fplog, "Ewald_geometry=%s: assuming inhomogeneous particle distribution in z, will not decompose in z.\n", eewg_names[ir->ewald_geometry]);
 616         }
 617
 618         if (limit > 0)
 619         {
 620             fprintf(fplog, "The maximum allowed number of cells is:");
 621             for (d = 0; d < DIM; d++)
 622             {
 623                 nmax = (int)(ddbox->box_size[d]*ddbox->skew_fac[d]/limit);
 624                 if (d >= ddbox->npbcdim && nmax < 2)
 625                 {
 626                     nmax = 2;
 627                 }
 628                 if (d == ZZ && inhomogeneous_z(ir))
 629                 {
 630                     nmax = 1;
 631                 }
 632                 fprintf(fplog, " %c %d", 'X' + d, nmax);
 633             }
 634             fprintf(fplog, "\n");
 635         }
 636     }
 637
 638     if (debug)
 639     {
 640         fprintf(debug, "Average nr of pbc_dx calls per atom %.2f\n", pbcdxr);
 641     }
 642
 643     /* Decompose npp in factors */
 644     ndiv = factorize(npp, &div, &mdiv);
 645
 646     itry[XX] = 1;
 647     itry[YY] = 1;
 648     itry[ZZ] = 1;
 649     clear_ivec(nc);
 650     assign_factors(dd, limit, cutoff, box, ddbox, mtop->natoms, ir, pbcdxr,
 651                    npme, ndiv, div, mdiv, itry, nc);
 652
 653     sfree(div);
 654     sfree(mdiv);
 655
 656     return limit;
 657 }
 658
 659 real dd_choose_grid(FILE *fplog,
 660                     t_commrec *cr, gmx_domdec_t *dd, t_inputrec *ir,
 661                     gmx_mtop_t *mtop, matrix box, gmx_ddbox_t *ddbox,
 662                     gmx_bool bDynLoadBal, real dlb_scale,
 663                     real cellsize_limit, real cutoff_dd,
 664                     gmx_bool bInterCGBondeds)
 665 {
 666     gmx_large_int_t nnodes_div, ldiv;
 667     real            limit;
 668
 669     if (MASTER(cr))
 670     {
 671         nnodes_div = cr->nnodes;
 672         if (EEL_PME(ir->coulombtype))
 673         {
 674             if (cr->npmenodes > 0)
 675             {
 676                 if (cr->nnodes <= 2)
 677                 {
 678                     gmx_fatal(FARGS,
 679                               "Can not have separate PME nodes with 2 or less nodes");
 680                 }
 681                 if (cr->npmenodes >= cr->nnodes)
 682                 {
 683                     gmx_fatal(FARGS,
 684                               "Can not have %d separate PME nodes with just %d total nodes",
 685                               cr->npmenodes, cr->nnodes);
 686                 }
 687
 688                 /* If the user purposely selected the number of PME nodes,
 689                  * only check for large primes in the PP node count.
 690                  */
 691                 nnodes_div -= cr->npmenodes;
 692             }
 693         }
 694         else
 695         {
 696             cr->npmenodes = 0;
 697         }
 698
 699         if (cr->nnodes > 12)
 700         {
 701             ldiv = largest_divisor(nnodes_div);
 702             /* Check if the largest divisor is more than nnodes^2/3 */
 703             if (ldiv*ldiv*ldiv > nnodes_div*nnodes_div)
 704             {
 705                 gmx_fatal(FARGS, "The number of nodes you selected (%d) contains a large prime factor %d. In most cases this will lead to bad performance. Choose a number with smaller prime factors or set the decomposition (option -dd) manually.",
 706                           nnodes_div, ldiv);
 707             }
 708         }
 709
 710         if (EEL_PME(ir->coulombtype))
 711         {
 712             if (cr->npmenodes < 0)
 713             {
 714                 /* Use PME nodes when the number of nodes is more than 16 */
 715                 if (cr->nnodes <= 18)
 716                 {
 717                     cr->npmenodes = 0;
 718                     if (fplog)
 719                     {
 720                         fprintf(fplog, "Using %d separate PME nodes, as there are too few total\n nodes for efficient splitting\n", cr->npmenodes);
 721                     }
 722                 }
 723                 else
 724                 {
 725                     cr->npmenodes = guess_npme(fplog, mtop, ir, box, cr->nnodes);
 726                     if (fplog)
 727                     {
 728                         fprintf(fplog, "Using %d separate PME nodes, as guessed by mdrun\n", cr->npmenodes);
 729                     }
 730                 }
 731             }
 732             else
 733             {
 734                 if (fplog)
 735                 {
 736                     fprintf(fplog, "Using %d separate PME nodes, per user request\n", cr->npmenodes);
 737                 }
 738             }
 739         }
 740
 741         limit = optimize_ncells(fplog, cr->nnodes, cr->npmenodes,
 742                                 bDynLoadBal, dlb_scale,
 743                                 mtop, box, ddbox, ir, dd,
 744                                 cellsize_limit, cutoff_dd,
 745                                 bInterCGBondeds,
 746                                 dd->nc);
 747     }
 748     else
 749     {
 750         limit = 0;
 751     }
 752     /* Communicate the information set by the master to all nodes */
 753     gmx_bcast(sizeof(dd->nc), dd->nc, cr);
 754     if (EEL_PME(ir->coulombtype))
 755     {
 756         gmx_bcast(sizeof(ir->nkx), &ir->nkx, cr);
 757         gmx_bcast(sizeof(ir->nky), &ir->nky, cr);
 758         gmx_bcast(sizeof(cr->npmenodes), &cr->npmenodes, cr);
 759     }
 760     else
 761     {
 762         cr->npmenodes = 0;
 763     }
 764
 765     return limit;
 766 }