src/gromacs/mdlib/forcerec.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2016,2017,2018, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #ifndef GMX_MDLIB_FORCEREC_H
  38 #define GMX_MDLIB_FORCEREC_H
  39
  40 #include "gromacs/mdlib/force_flags.h"
  41 #include "gromacs/mdlib/tgroup.h"
  42 #include "gromacs/mdlib/vsite.h"
  43 #include "gromacs/mdtypes/forcerec.h"
  44 #include "gromacs/timing/wallcycle.h"
  45 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  46
  47 struct gmx_device_info_t;
  48 struct gmx_hw_info_t;
  49 struct t_commrec;
  50 struct t_fcdata;
  51 struct t_filenm;
  52 struct t_inputrec;
  53
  54 namespace gmx
  55 {
  56 class MDLogger;
  57 class PhysicalNodeCommunicator;
  58 }
  59
  60 /*! \brief Create a new forcerec structure */
  61 t_forcerec *mk_forcerec(void);
  62
  63 //! Destroy a forcerec.
  64 void done_forcerec(t_forcerec *fr, int numMolBlocks, int numEnergyGroups);
  65
  66 /*! \brief Print the contents of the forcerec to a file
  67  *
  68  * \param[in] fplog The log file to print to
  69  * \param[in] fr    The forcerec structure
  70  */
  71 void pr_forcerec(FILE *fplog, t_forcerec *fr);
  72
  73 /*! \brief Set the number of charge groups and atoms.
  74  *
  75  * The force calculation needs information on which atoms it
  76  * should do work.
  77  * \param[inout] fr                  The forcerec
  78  * \param[in]    ncg_home            Number of charge groups on this processor
  79  * \param[in]    ncg_force           Number of charge groups to compute force on
  80  * \param[in]    natoms_force        Number of atoms to compute force on
  81  * \param[in]    natoms_force_constr Number of atoms involved in constraints
  82  * \param[in]    natoms_f_novirsum   Number of atoms for which
  83  *                                   force is to be compute but no virial
  84  */
  85 void
  86 forcerec_set_ranges(t_forcerec *fr,
  87                     int ncg_home, int ncg_force,
  88                     int natoms_force,
  89                     int natoms_force_constr, int natoms_f_novirsum);
  90
  91 /*! \brief Initiate table constants
  92  *
  93  * Initializes the tables in the interaction constant data structure.
  94  * \param[in] fp   File for debugging output
  95  * \param[in] ic   Structure holding the table constant
  96  * \param[in] rtab The additional distance to add to tables
  97  */
  98 void init_interaction_const_tables(FILE                   *fp,
  99                                    interaction_const_t    *ic,
 100                                    real                    rtab);
 101
 102 /*! \brief Initialize forcerec structure.
 103  *
 104  * The Force rec struct must be created with mk_forcerec.
 105  * \param[in]  fplog       File for printing
 106  * \param[in]  mdlog       File for printing
 107  * \param[out] fr          The forcerec
 108  * \param[in]  fcd         Force constant data
 109  * \param[in]  ir          Inputrec structure
 110  * \param[in]  mtop        Molecular topology
 111  * \param[in]  cr          Communication structures
 112  * \param[in]  box         Simulation box
 113  * \param[in]  tabfn       Table potential file for non-bonded interactions
 114  * \param[in]  tabpfn      Table potential file for pair interactions
 115  * \param[in]  tabbfnm     Table potential files for bonded interactions
 116  * \param[in]  hardwareInfo  Information about hardware
 117  * \param[in]  deviceInfo  Info about GPU device to use for short-ranged work
 118  * \param[in]  bNoSolvOpt  Do not use solvent optimization
 119  * \param[in]  print_force Print forces for atoms with force >= print_force
 120  */
 121 void init_forcerec(FILE                             *fplog,
 122                    const gmx::MDLogger              &mdlog,
 123                    t_forcerec                       *fr,
 124                    t_fcdata                         *fcd,
 125                    const t_inputrec                 *ir,
 126                    const gmx_mtop_t                 *mtop,
 127                    const t_commrec                  *cr,
 128                    matrix                            box,
 129                    const char                       *tabfn,
 130                    const char                       *tabpfn,
 131                    gmx::ArrayRef<const std::string>  tabbfnm,
 132                    const gmx_hw_info_t              &hardwareInfo,
 133                    const gmx_device_info_t          *deviceInfo,
 134                    gmx_bool                          bNoSolvOpt,
 135                    real                              print_force);
 136
 137 /*! \brief Divide exclusions over threads
 138  *
 139  * Set the exclusion load for the local exclusions and possibly threads
 140  * \param[out] fr  The force record
 141  * \param[in]  top The topology
 142  */
 143 void forcerec_set_excl_load(t_forcerec           *fr,
 144                             const gmx_localtop_t *top);
 145
 146 /*! \brief Update parameters dependent on box
 147  *
 148  * Updates parameters in the forcerec that are time dependent
 149  * \param[out] fr  The force record
 150  * \param[in]  box The simulation box
 151  */
 152 void update_forcerec(t_forcerec *fr, matrix box);
 153
 154 gmx_bool uses_simple_tables(int                 cutoff_scheme,
 155                             nonbonded_verlet_t *nbv,
 156                             int                 group);
 157 /* Returns whether simple tables (i.e. not for use with GPUs) are used
 158  * with the type of kernel indicated.
 159  */
 160
 161 gmx_bool can_use_allvsall(const t_inputrec *ir,
 162                           gmx_bool bPrintNote, const t_commrec *cr, FILE *fp);
 163 /* Returns if we can use all-vs-all loops.
 164  * If bPrintNote==TRUE, prints a note, if necessary, to stderr
 165  * and fp (if !=NULL) on the master node.
 166  */
 167
 168 gmx_bool nbnxn_simd_supported(const gmx::MDLogger &mdlog,
 169                               const t_inputrec    *ir);
 170 /* Return if CPU SIMD support exists for the given inputrec
 171  * If the return value is FALSE and fplog/cr != NULL, prints a fallback
 172  * message to fplog/stderr.
 173  */
 174
 175 /* Compute the average C6 and C12 params for LJ corrections */
 176 void set_avcsixtwelve(FILE *fplog, t_forcerec *fr,
 177                       const gmx_mtop_t *mtop);
 178
 179 void free_gpu_resources(const t_forcerec                    *fr,
 180                         const gmx::PhysicalNodeCommunicator &physicalNodeCommunicator);
 181
 182 #endif