src/kernel/runner.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.2.0
  11  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  12  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  13  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  14  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  15
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Gallium Rubidium Oxygen Manganese Argon Carbon Silicon
  35  */
  36 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  37 #include <config.h>
  38 #endif
  39
  40 #include <signal.h>
  41 #include <stdlib.h>
  42
  43 #if ((defined WIN32 || defined _WIN32 || defined WIN64 || defined _WIN64) && !defined __CYGWIN__ && !defined __CYGWIN32__)
  44 /* _isnan() */
  45 #include <float.h>
  46 #endif
  47
  48 #include "typedefs.h"
  49 #include "smalloc.h"
  50 #include "sysstuff.h"
  51 #include "statutil.h"
  52 #include "mdrun.h"
  53 #include "network.h"
  54 #include "pull.h"
  55 #include "names.h"
  56 #include "disre.h"
  57 #include "orires.h"
  58 #include "dihre.h"
  59 #include "pppm.h"
  60 #include "pme.h"
  61 #include "mdatoms.h"
  62 #include "repl_ex.h"
  63 #include "qmmm.h"
  64 #include "mpelogging.h"
  65 #include "domdec.h"
  66 #include "partdec.h"
  67 #include "coulomb.h"
  68 #include "constr.h"
  69 #include "mvdata.h"
  70 #include "checkpoint.h"
  71 #include "mtop_util.h"
  72 #include "sighandler.h"
  73 #include "tpxio.h"
  74 #include "txtdump.h"
  75 #include "gmx_membed.h"
  76
  77 #include "md_openmm.h"
  78
  79 #ifdef GMX_LIB_MPI
  80 #include <mpi.h>
  81 #endif
  82 #ifdef GMX_THREADS
  83 #include "tmpi.h"
  84 #endif
  85
  86 #ifdef GMX_FAHCORE
  87 #include "corewrap.h"
  88 #endif
  89
  90 #ifdef GMX_OPENMM
  91 #include "md_openmm.h"
  92 #endif
  93
  94
  95 typedef struct {
  96     gmx_integrator_t *func;
  97 } gmx_intp_t;
  98
  99 /* The array should match the eI array in include/types/enums.h */
 100 #ifdef GMX_OPENMM  /* FIXME do_md_openmm needs fixing */
 101 const gmx_intp_t integrator[eiNR] = { {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm}, {do_md_openmm},{do_md_openmm}};
 102 #else
 103 const gmx_intp_t integrator[eiNR] = { {do_md}, {do_steep}, {do_cg}, {do_md}, {do_md}, {do_nm}, {do_lbfgs}, {do_tpi}, {do_tpi}, {do_md}, {do_md},{do_md}};
 104 #endif
 105
 106 gmx_large_int_t     deform_init_init_step_tpx;
 107 matrix              deform_init_box_tpx;
 108 #ifdef GMX_THREADS
 109 tMPI_Thread_mutex_t deform_init_box_mutex=TMPI_THREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 110 #endif
 111
 112
 113 #ifdef GMX_THREADS
 114 struct mdrunner_arglist
 115 {
 116     FILE *fplog;
 117     t_commrec *cr;
 118     int nfile;
 119     const t_filenm *fnm;
 120     output_env_t oenv;
 121     gmx_bool bVerbose;
 122     gmx_bool bCompact;
 123     int nstglobalcomm;
 124     ivec ddxyz;
 125     int dd_node_order;
 126     real rdd;
 127     real rconstr;
 128     const char *dddlb_opt;
 129     real dlb_scale;
 130     const char *ddcsx;
 131     const char *ddcsy;
 132     const char *ddcsz;
 133     int nstepout;
 134     int resetstep;
 135     int nmultisim;
 136     int repl_ex_nst;
 137     int repl_ex_seed;
 138     real pforce;
 139     real cpt_period;
 140     real max_hours;
 141     const char *deviceOptions;
 142     unsigned long Flags;
 143     int ret; /* return value */
 144 };
 145
 146
 147 /* The function used for spawning threads. Extracts the mdrunner()
 148    arguments from its one argument and calls mdrunner(), after making
 149    a commrec. */
 150 static void mdrunner_start_fn(void *arg)
 151 {
 152     struct mdrunner_arglist *mda=(struct mdrunner_arglist*)arg;
 153     struct mdrunner_arglist mc=*mda; /* copy the arg list to make sure
 154                                         that it's thread-local. This doesn't
 155                                         copy pointed-to items, of course,
 156                                         but those are all const. */
 157     t_commrec *cr;  /* we need a local version of this */
 158     FILE *fplog=NULL;
 159     t_filenm *fnm;
 160
 161     fnm = dup_tfn(mc.nfile, mc.fnm);
 162
 163     cr = init_par_threads(mc.cr);
 164
 165     if (MASTER(cr))
 166     {
 167         fplog=mc.fplog;
 168     }
 169
 170     mda->ret=mdrunner(cr->nnodes, fplog, cr, mc.nfile, fnm, mc.oenv,
 171                       mc.bVerbose, mc.bCompact, mc.nstglobalcomm,
 172                       mc.ddxyz, mc.dd_node_order, mc.rdd,
 173                       mc.rconstr, mc.dddlb_opt, mc.dlb_scale,
 174                       mc.ddcsx, mc.ddcsy, mc.ddcsz, mc.nstepout, mc.resetstep,
 175                       mc.nmultisim, mc.repl_ex_nst, mc.repl_ex_seed, mc.pforce,
 176                       mc.cpt_period, mc.max_hours, mc.deviceOptions, mc.Flags);
 177 }
 178
 179 /* called by mdrunner() to start a specific number of threads (including
 180    the main thread) for thread-parallel runs. This in turn calls mdrunner()
 181    for each thread.
 182    All options besides nthreads are the same as for mdrunner(). */
 183 static t_commrec *mdrunner_start_threads(int nthreads,
 184               FILE *fplog,t_commrec *cr,int nfile,
 185               const t_filenm fnm[], const output_env_t oenv, gmx_bool bVerbose,
 186               gmx_bool bCompact, int nstglobalcomm,
 187               ivec ddxyz,int dd_node_order,real rdd,real rconstr,
 188               const char *dddlb_opt,real dlb_scale,
 189               const char *ddcsx,const char *ddcsy,const char *ddcsz,
 190               int nstepout,int resetstep,int nmultisim,int repl_ex_nst,
 191               int repl_ex_seed, real pforce,real cpt_period, real max_hours,
 192               const char *deviceOptions, unsigned long Flags)
 193 {
 194     int ret;
 195     struct mdrunner_arglist *mda;
 196     t_commrec *crn; /* the new commrec */
 197     t_filenm *fnmn;
 198
 199     /* first check whether we even need to start tMPI */
 200     if (nthreads<2)
 201         return cr;
 202
 203     /* a few small, one-time, almost unavoidable memory leaks: */
 204     snew(mda,1);
 205     fnmn=dup_tfn(nfile, fnm);
 206
 207     /* fill the data structure to pass as void pointer to thread start fn */
 208     mda->fplog=fplog;
 209     mda->cr=cr;
 210     mda->nfile=nfile;
 211     mda->fnm=fnmn;
 212     mda->oenv=oenv;
 213     mda->bVerbose=bVerbose;
 214     mda->bCompact=bCompact;
 215     mda->nstglobalcomm=nstglobalcomm;
 216     mda->ddxyz[XX]=ddxyz[XX];
 217     mda->ddxyz[YY]=ddxyz[YY];
 218     mda->ddxyz[ZZ]=ddxyz[ZZ];
 219     mda->dd_node_order=dd_node_order;
 220     mda->rdd=rdd;
 221     mda->rconstr=rconstr;
 222     mda->dddlb_opt=dddlb_opt;
 223     mda->dlb_scale=dlb_scale;
 224     mda->ddcsx=ddcsx;
 225     mda->ddcsy=ddcsy;
 226     mda->ddcsz=ddcsz;
 227     mda->nstepout=nstepout;
 228     mda->resetstep=resetstep;
 229     mda->nmultisim=nmultisim;
 230     mda->repl_ex_nst=repl_ex_nst;
 231     mda->repl_ex_seed=repl_ex_seed;
 232     mda->pforce=pforce;
 233     mda->cpt_period=cpt_period;
 234     mda->max_hours=max_hours;
 235     mda->deviceOptions=deviceOptions;
 236     mda->Flags=Flags;
 237
 238     fprintf(stderr, "Starting %d threads\n",nthreads);
 239     fflush(stderr);
 240     /* now spawn new threads that start mdrunner_start_fn(), while
 241        the main thread returns */
 242     ret=tMPI_Init_fn(TRUE, nthreads, mdrunner_start_fn, (void*)(mda) );
 243     if (ret!=TMPI_SUCCESS)
 244         return NULL;
 245
 246     /* make a new comm_rec to reflect the new situation */
 247     crn=init_par_threads(cr);
 248     return crn;
 249 }
 250
 251
 252 /* get the number of threads based on how many there were requested,
 253    which algorithms we're using, and how many particles there are. */
 254 static int get_nthreads(int nthreads_requested, t_inputrec *inputrec,
 255                         gmx_mtop_t *mtop)
 256 {
 257     int nthreads,nthreads_new;
 258     int min_atoms_per_thread;
 259
 260     nthreads = nthreads_requested;
 261
 262     /* determine # of hardware threads. */
 263     if (nthreads_requested < 1)
 264     {
 265         nthreads = tMPI_Get_recommended_nthreads();
 266     }
 267
 268     if (inputrec->eI == eiNM || EI_TPI(inputrec->eI))
 269     {
 270         /* Steps are divided over the nodes iso splitting the atoms */
 271         min_atoms_per_thread = 0;
 272     }
 273     else
 274     {
 275         min_atoms_per_thread = MIN_ATOMS_PER_THREAD;
 276     }
 277
 278     /* Check if an algorithm does not support parallel simulation.  */
 279     if (nthreads != 1 &&
 280         ( inputrec->eI == eiLBFGS ||
 281           inputrec->coulombtype == eelEWALD ) )
 282     {
 283         fprintf(stderr,"\nThe integration or electrostatics algorithm doesn't support parallel runs. Not starting any threads.\n");
 284         nthreads = 1;
 285     }
 286     else if (nthreads_requested < 1 &&
 287              mtop->natoms/nthreads < min_atoms_per_thread)
 288     {
 289         /* the thread number was chosen automatically, but there are too many
 290            threads (too few atoms per thread) */
 291         nthreads_new = max(1,mtop->natoms/min_atoms_per_thread);
 292
 293         if (nthreads_new > 8 || (nthreads == 8 && nthreads_new > 4))
 294         {
 295             /* Use only multiples of 4 above 8 threads
 296              * or with an 8-core processor
 297              * (to avoid 6 threads on 8 core processors with 4 real cores).
 298              */
 299             nthreads_new = (nthreads_new/4)*4;
 300         }
 301         else if (nthreads_new > 4)
 302         {
 303             /* Avoid 5 or 7 threads */
 304             nthreads_new = (nthreads_new/2)*2;
 305         }
 306
 307         nthreads = nthreads_new;
 308
 309         fprintf(stderr,"\n");
 310         fprintf(stderr,"NOTE: Parallelization is limited by the small number of atoms,\n");
 311         fprintf(stderr,"      only starting %d threads.\n",nthreads);
 312         fprintf(stderr,"      You can use the -nt option to optimize the number of threads.\n\n");
 313     }
 314     return nthreads;
 315 }
 316 #endif
 317
 318
 319 int mdrunner(int nthreads_requested, FILE *fplog,t_commrec *cr,int nfile,
 320              const t_filenm fnm[], const output_env_t oenv, gmx_bool bVerbose,
 321              gmx_bool bCompact, int nstglobalcomm,
 322              ivec ddxyz,int dd_node_order,real rdd,real rconstr,
 323              const char *dddlb_opt,real dlb_scale,
 324              const char *ddcsx,const char *ddcsy,const char *ddcsz,
 325              int nstepout,int resetstep,int nmultisim,int repl_ex_nst,
 326              int repl_ex_seed, real pforce,real cpt_period,real max_hours,
 327              const char *deviceOptions, unsigned long Flags)
 328 {
 329     double     nodetime=0,realtime;
 330     t_inputrec *inputrec;
 331     t_state    *state=NULL;
 332     matrix     box;
 333     gmx_ddbox_t ddbox={0};
 334     int        npme_major,npme_minor;
 335     real       tmpr1,tmpr2;
 336     t_nrnb     *nrnb;
 337     gmx_mtop_t *mtop=NULL;
 338     t_mdatoms  *mdatoms=NULL;
 339     t_forcerec *fr=NULL;
 340     t_fcdata   *fcd=NULL;
 341     real       ewaldcoeff=0;
 342     gmx_pme_t  *pmedata=NULL;
 343     gmx_vsite_t *vsite=NULL;
 344     gmx_constr_t constr;
 345     int        i,m,nChargePerturbed=-1,status,nalloc;
 346     char       *gro;
 347     gmx_wallcycle_t wcycle;
 348     gmx_bool       bReadRNG,bReadEkin;
 349     int        list;
 350     gmx_runtime_t runtime;
 351     int        rc;
 352     gmx_large_int_t reset_counters;
 353     gmx_edsam_t ed=NULL;
 354     t_commrec   *cr_old=cr;
 355     int         nthreads=1;
 356     gmx_membed_t *membed=NULL;
 357
 358     /* CAUTION: threads may be started later on in this function, so
 359        cr doesn't reflect the final parallel state right now */
 360     snew(inputrec,1);
 361     snew(mtop,1);
 362
 363     if (bVerbose && SIMMASTER(cr))
 364     {
 365         fprintf(stderr,"Getting Loaded...\n");
 366     }
 367
 368     if (Flags & MD_APPENDFILES)
 369     {
 370         fplog = NULL;
 371     }
 372
 373     snew(state,1);
 374     if (MASTER(cr))
 375     {
 376         /* Read (nearly) all data required for the simulation */
 377         read_tpx_state(ftp2fn(efTPX,nfile,fnm),inputrec,state,NULL,mtop);
 378
 379         /* NOW the threads will be started: */
 380 #ifdef GMX_THREADS
 381         nthreads = get_nthreads(nthreads_requested, inputrec, mtop);
 382
 383         if (nthreads > 1)
 384         {
 385             /* now start the threads. */
 386             cr=mdrunner_start_threads(nthreads, fplog, cr_old, nfile, fnm,
 387                                       oenv, bVerbose, bCompact, nstglobalcomm,
 388                                       ddxyz, dd_node_order, rdd, rconstr,
 389                                       dddlb_opt, dlb_scale, ddcsx, ddcsy, ddcsz,
 390                                       nstepout, resetstep, nmultisim,
 391                                       repl_ex_nst, repl_ex_seed, pforce,
 392                                       cpt_period, max_hours, deviceOptions,
 393                                       Flags);
 394             /* the main thread continues here with a new cr. We don't deallocate
 395                the old cr because other threads may still be reading it. */
 396             if (cr == NULL)
 397             {
 398                 gmx_comm("Failed to spawn threads");
 399             }
 400         }
 401 #endif
 402     }
 403     /* END OF CAUTION: cr is now reliable */
 404
 405     /* g_membed initialisation *
 406      * Because we change the mtop, init_membed is called before the init_parallel *
 407      * (in case we ever want to make it run in parallel) */
 408     if (opt2bSet("-membed",nfile,fnm))
 409     {
 410         fprintf(stderr,"Entering membed code");
 411         snew(membed,1);
 412         init_membed(fplog,membed,nfile,fnm,mtop,inputrec,state,cr,&cpt_period);
 413     }
 414
 415     if (PAR(cr))
 416     {
 417         /* now broadcast everything to the non-master nodes/threads: */
 418         init_parallel(fplog, cr, inputrec, mtop);
 419     }
 420     if (fplog != NULL)
 421     {
 422         pr_inputrec(fplog,0,"Input Parameters",inputrec,FALSE);
 423     }
 424
 425     /* now make sure the state is initialized and propagated */
 426     set_state_entries(state,inputrec,cr->nnodes);
 427
 428     /* A parallel command line option consistency check that we can
 429        only do after any threads have started. */
 430     if (!PAR(cr) &&
 431         (ddxyz[XX] > 1 || ddxyz[YY] > 1 || ddxyz[ZZ] > 1 || cr->npmenodes > 0))
 432     {
 433         gmx_fatal(FARGS,
 434                   "The -dd or -npme option request a parallel simulation, "
 435 #ifndef GMX_MPI
 436                   "but mdrun was compiled without threads or MPI enabled"
 437 #else
 438 #ifdef GMX_THREADS
 439                   "but the number of threads (option -nt) is 1"
 440 #else
 441                   "but mdrun was not started through mpirun/mpiexec or only one process was requested through mpirun/mpiexec"
 442 #endif
 443 #endif
 444             );
 445     }
 446
 447     if (can_use_allvsall(inputrec,mtop,TRUE,cr,fplog))
 448     {
 449         /* All-vs-all loops do not work with domain decomposition */
 450         Flags |= MD_PARTDEC;
 451     }
 452
 453     if (!EEL_PME(inputrec->coulombtype) || (Flags & MD_PARTDEC))
 454     {
 455         cr->npmenodes = 0;
 456     }
 457
 458 #ifdef GMX_FAHCORE
 459     fcRegisterSteps(inputrec->nsteps,inputrec->init_step);
 460 #endif
 461
 462     /* NMR restraints must be initialized before load_checkpoint,
 463      * since with time averaging the history is added to t_state.
 464      * For proper consistency check we therefore need to extend
 465      * t_state here.
 466      * So the PME-only nodes (if present) will also initialize
 467      * the distance restraints.
 468      */
 469     snew(fcd,1);
 470
 471     /* This needs to be called before read_checkpoint to extend the state */
 472     init_disres(fplog,mtop,inputrec,cr,Flags & MD_PARTDEC,fcd,state);
 473
 474     if (gmx_mtop_ftype_count(mtop,F_ORIRES) > 0)
 475     {
 476         if (PAR(cr) && !(Flags & MD_PARTDEC))
 477         {
 478             gmx_fatal(FARGS,"Orientation restraints do not work (yet) with domain decomposition, use particle decomposition (mdrun option -pd)");
 479         }
 480         /* Orientation restraints */
 481         if (MASTER(cr))
 482         {
 483             init_orires(fplog,mtop,state->x,inputrec,cr->ms,&(fcd->orires),
 484                         state);
 485         }
 486     }
 487
 488     if (DEFORM(*inputrec))
 489     {
 490         /* Store the deform reference box before reading the checkpoint */
 491         if (SIMMASTER(cr))
 492         {
 493             copy_mat(state->box,box);
 494         }
 495         if (PAR(cr))
 496         {
 497             gmx_bcast(sizeof(box),box,cr);
 498         }
 499         /* Because we do not have the update struct available yet
 500          * in which the reference values should be stored,
 501          * we store them temporarily in static variables.
 502          * This should be thread safe, since they are only written once
 503          * and with identical values.
 504          */
 505 #ifdef GMX_THREADS
 506         tMPI_Thread_mutex_lock(&deform_init_box_mutex);
 507 #endif
 508         deform_init_init_step_tpx = inputrec->init_step;
 509         copy_mat(box,deform_init_box_tpx);
 510 #ifdef GMX_THREADS
 511         tMPI_Thread_mutex_unlock(&deform_init_box_mutex);
 512 #endif
 513     }
 514
 515     if (opt2bSet("-cpi",nfile,fnm))
 516     {
 517         /* Check if checkpoint file exists before doing continuation.
 518          * This way we can use identical input options for the first and subsequent runs...
 519          */
 520         if( gmx_fexist_master(opt2fn_master("-cpi",nfile,fnm,cr),cr) )
 521         {
 522             load_checkpoint(opt2fn_master("-cpi",nfile,fnm,cr),&fplog,
 523                             cr,Flags & MD_PARTDEC,ddxyz,
 524                             inputrec,state,&bReadRNG,&bReadEkin,
 525                             (Flags & MD_APPENDFILES));
 526
 527             if (bReadRNG)
 528             {
 529                 Flags |= MD_READ_RNG;
 530             }
 531             if (bReadEkin)
 532             {
 533                 Flags |= MD_READ_EKIN;
 534             }
 535         }
 536     }
 537
 538     if (((MASTER(cr) || (Flags & MD_SEPPOT)) && (Flags & MD_APPENDFILES))
 539 #ifdef GMX_THREADS
 540         /* With thread MPI only the master node/thread exists in mdrun.c,
 541          * therefore non-master nodes need to open the "seppot" log file here.
 542          */
 543         || (!MASTER(cr) && (Flags & MD_SEPPOT))
 544 #endif
 545         )
 546     {
 547         gmx_log_open(ftp2fn(efLOG,nfile,fnm),cr,!(Flags & MD_SEPPOT),
 548                              Flags,&fplog);
 549     }
 550
 551     if (SIMMASTER(cr))
 552     {
 553         copy_mat(state->box,box);
 554     }
 555
 556     if (PAR(cr))
 557     {
 558         gmx_bcast(sizeof(box),box,cr);
 559     }
 560
 561     /* Essential dynamics */
 562     if (opt2bSet("-ei",nfile,fnm))
 563     {
 564         /* Open input and output files, allocate space for ED data structure */
 565         ed = ed_open(nfile,fnm,Flags,cr);
 566     }
 567
 568     if (bVerbose && SIMMASTER(cr))
 569     {
 570         fprintf(stderr,"Loaded with Money\n\n");
 571     }
 572
 573     if (PAR(cr) && !((Flags & MD_PARTDEC) ||
 574                      EI_TPI(inputrec->eI) ||
 575                      inputrec->eI == eiNM))
 576     {
 577         cr->dd = init_domain_decomposition(fplog,cr,Flags,ddxyz,rdd,rconstr,
 578                                            dddlb_opt,dlb_scale,
 579                                            ddcsx,ddcsy,ddcsz,
 580                                            mtop,inputrec,
 581                                            box,state->x,
 582                                            &ddbox,&npme_major,&npme_minor);
 583
 584         make_dd_communicators(fplog,cr,dd_node_order);
 585
 586         /* Set overallocation to avoid frequent reallocation of arrays */
 587         set_over_alloc_dd(TRUE);
 588     }
 589     else
 590     {
 591         /* PME, if used, is done on all nodes with 1D decomposition */
 592         cr->npmenodes = 0;
 593         cr->duty = (DUTY_PP | DUTY_PME);
 594         npme_major = cr->nnodes;
 595         npme_minor = 1;
 596
 597         if (inputrec->ePBC == epbcSCREW)
 598         {
 599             gmx_fatal(FARGS,
 600                       "pbc=%s is only implemented with domain decomposition",
 601                       epbc_names[inputrec->ePBC]);
 602         }
 603     }
 604
 605     if (PAR(cr))
 606     {
 607         /* After possible communicator splitting in make_dd_communicators.
 608          * we can set up the intra/inter node communication.
 609          */
 610         gmx_setup_nodecomm(fplog,cr);
 611     }
 612
 613     wcycle = wallcycle_init(fplog,resetstep,cr);
 614     if (PAR(cr))
 615     {
 616         /* Master synchronizes its value of reset_counters with all nodes
 617          * including PME only nodes */
 618         reset_counters = wcycle_get_reset_counters(wcycle);
 619         gmx_bcast_sim(sizeof(reset_counters),&reset_counters,cr);
 620         wcycle_set_reset_counters(wcycle, reset_counters);
 621     }
 622
 623
 624     snew(nrnb,1);
 625     if (cr->duty & DUTY_PP)
 626     {
 627         /* For domain decomposition we allocate dynamically
 628          * in dd_partition_system.
 629          */
 630         if (DOMAINDECOMP(cr))
 631         {
 632             bcast_state_setup(cr,state);
 633         }
 634         else
 635         {
 636             if (PAR(cr))
 637             {
 638                 if (!MASTER(cr))
 639                 {
 640                     snew(state,1);
 641                 }
 642                 bcast_state(cr,state,TRUE);
 643             }
 644         }
 645
 646         /* Dihedral Restraints */
 647         if (gmx_mtop_ftype_count(mtop,F_DIHRES) > 0)
 648         {
 649             init_dihres(fplog,mtop,inputrec,fcd);
 650         }
 651
 652         /* Initiate forcerecord */
 653         fr = mk_forcerec();
 654         init_forcerec(fplog,oenv,fr,fcd,inputrec,mtop,cr,box,FALSE,
 655                       opt2fn("-table",nfile,fnm),
 656                       opt2fn("-tablep",nfile,fnm),
 657                       opt2fn("-tableb",nfile,fnm),FALSE,pforce);
 658
 659         /* version for PCA_NOT_READ_NODE (see md.c) */
 660         /*init_forcerec(fplog,fr,fcd,inputrec,mtop,cr,box,FALSE,
 661           "nofile","nofile","nofile",FALSE,pforce);
 662           */
 663         fr->bSepDVDL = ((Flags & MD_SEPPOT) == MD_SEPPOT);
 664
 665         /* Initialize QM-MM */
 666         if(fr->bQMMM)
 667         {
 668             init_QMMMrec(cr,box,mtop,inputrec,fr);
 669         }
 670
 671         /* Initialize the mdatoms structure.
 672          * mdatoms is not filled with atom data,
 673          * as this can not be done now with domain decomposition.
 674          */
 675         mdatoms = init_mdatoms(fplog,mtop,inputrec->efep!=efepNO);
 676
 677         /* Initialize the virtual site communication */
 678         vsite = init_vsite(mtop,cr);
 679
 680         calc_shifts(box,fr->shift_vec);
 681
 682         /* With periodic molecules the charge groups should be whole at start up
 683          * and the virtual sites should not be far from their proper positions.
 684          */
 685         if (!inputrec->bContinuation && MASTER(cr) &&
 686             !(inputrec->ePBC != epbcNONE && inputrec->bPeriodicMols))
 687         {
 688             /* Make molecules whole at start of run */
 689             if (fr->ePBC != epbcNONE)
 690             {
 691                 do_pbc_first_mtop(fplog,inputrec->ePBC,box,mtop,state->x);
 692             }
 693             if (vsite)
 694             {
 695                 /* Correct initial vsite positions are required
 696                  * for the initial distribution in the domain decomposition
 697                  * and for the initial shell prediction.
 698                  */
 699                 construct_vsites_mtop(fplog,vsite,mtop,state->x);
 700             }
 701         }
 702
 703         /* Initiate PPPM if necessary */
 704         if (fr->eeltype == eelPPPM)
 705         {
 706             if (mdatoms->nChargePerturbed)
 707             {
 708                 gmx_fatal(FARGS,"Free energy with %s is not implemented",
 709                           eel_names[fr->eeltype]);
 710             }
 711             status = gmx_pppm_init(fplog,cr,oenv,FALSE,TRUE,box,
 712                                    getenv("GMXGHAT"),inputrec, (Flags & MD_REPRODUCIBLE));
 713             if (status != 0)
 714             {
 715                 gmx_fatal(FARGS,"Error %d initializing PPPM",status);
 716             }
 717         }
 718
 719         if (EEL_PME(fr->eeltype))
 720         {
 721             ewaldcoeff = fr->ewaldcoeff;
 722             pmedata = &fr->pmedata;
 723         }
 724         else
 725         {
 726             pmedata = NULL;
 727         }
 728     }
 729     else
 730     {
 731         /* This is a PME only node */
 732
 733         /* We don't need the state */
 734         done_state(state);
 735
 736         ewaldcoeff = calc_ewaldcoeff(inputrec->rcoulomb, inputrec->ewald_rtol);
 737         snew(pmedata,1);
 738     }
 739
 740     /* Initiate PME if necessary,
 741      * either on all nodes or on dedicated PME nodes only. */
 742     if (EEL_PME(inputrec->coulombtype))
 743     {
 744         if (mdatoms)
 745         {
 746             nChargePerturbed = mdatoms->nChargePerturbed;
 747         }
 748         if (cr->npmenodes > 0)
 749         {
 750             /* The PME only nodes need to know nChargePerturbed */
 751             gmx_bcast_sim(sizeof(nChargePerturbed),&nChargePerturbed,cr);
 752         }
 753         if (cr->duty & DUTY_PME)
 754         {
 755             status = gmx_pme_init(pmedata,cr,npme_major,npme_minor,inputrec,
 756                                   mtop ? mtop->natoms : 0,nChargePerturbed,
 757                                   (Flags & MD_REPRODUCIBLE));
 758             if (status != 0)
 759             {
 760                 gmx_fatal(FARGS,"Error %d initializing PME",status);
 761             }
 762         }
 763     }
 764
 765
 766     if (integrator[inputrec->eI].func == do_md
 767 #ifdef GMX_OPENMM
 768         ||
 769         integrator[inputrec->eI].func == do_md_openmm
 770 #endif
 771         )
 772     {
 773         /* Turn on signal handling on all nodes */
 774         /*
 775          * (A user signal from the PME nodes (if any)
 776          * is communicated to the PP nodes.
 777          */
 778         signal_handler_install();
 779     }
 780
 781     if (cr->duty & DUTY_PP)
 782     {
 783         if (inputrec->ePull != epullNO)
 784         {
 785             /* Initialize pull code */
 786             init_pull(fplog,inputrec,nfile,fnm,mtop,cr,oenv,
 787                       EI_DYNAMICS(inputrec->eI) && MASTER(cr),Flags);
 788         }
 789
 790         constr = init_constraints(fplog,mtop,inputrec,ed,state,cr);
 791
 792         if (DOMAINDECOMP(cr))
 793         {
 794             dd_init_bondeds(fplog,cr->dd,mtop,vsite,constr,inputrec,
 795                             Flags & MD_DDBONDCHECK,fr->cginfo_mb);
 796
 797             set_dd_parameters(fplog,cr->dd,dlb_scale,inputrec,fr,&ddbox);
 798
 799             setup_dd_grid(fplog,cr->dd);
 800         }
 801
 802         /* Now do whatever the user wants us to do (how flexible...) */
 803         integrator[inputrec->eI].func(fplog,cr,nfile,fnm,
 804                                       oenv,bVerbose,bCompact,
 805                                       nstglobalcomm,
 806                                       vsite,constr,
 807                                       nstepout,inputrec,mtop,
 808                                       fcd,state,
 809                                       mdatoms,nrnb,wcycle,ed,fr,
 810                                       repl_ex_nst,repl_ex_seed,
 811                                       membed,
 812                                       cpt_period,max_hours,
 813                                       deviceOptions,
 814                                       Flags,
 815                                       &runtime);
 816
 817         if (inputrec->ePull != epullNO)
 818         {
 819             finish_pull(fplog,inputrec->pull);
 820         }
 821     }
 822     else
 823     {
 824         /* do PME only */
 825         gmx_pmeonly(*pmedata,cr,nrnb,wcycle,ewaldcoeff,FALSE,inputrec);
 826     }
 827
 828     if (EI_DYNAMICS(inputrec->eI) || EI_TPI(inputrec->eI))
 829     {
 830         /* Some timing stats */
 831         if (SIMMASTER(cr))
 832         {
 833             if (runtime.proc == 0)
 834             {
 835                 runtime.proc = runtime.real;
 836             }
 837         }
 838         else
 839         {
 840             runtime.real = 0;
 841         }
 842     }
 843
 844     wallcycle_stop(wcycle,ewcRUN);
 845
 846     /* Finish up, write some stuff
 847      * if rerunMD, don't write last frame again
 848      */
 849     finish_run(fplog,cr,ftp2fn(efSTO,nfile,fnm),
 850                inputrec,nrnb,wcycle,&runtime,
 851                EI_DYNAMICS(inputrec->eI) && !MULTISIM(cr));
 852
 853     if (opt2bSet("-membed",nfile,fnm))
 854     {
 855         sfree(membed);
 856     }
 857
 858     /* Does what it says */
 859     print_date_and_time(fplog,cr->nodeid,"Finished mdrun",&runtime);
 860
 861     /* Close logfile already here if we were appending to it */
 862     if (MASTER(cr) && (Flags & MD_APPENDFILES))
 863     {
 864         gmx_log_close(fplog);
 865     }
 866
 867     rc=(int)gmx_get_stop_condition();
 868
 869 #ifdef GMX_THREADS
 870     /* we need to join all threads. The sub-threads join when they
 871        exit this function, but the master thread needs to be told to
 872        wait for that. */
 873     if (PAR(cr) && MASTER(cr))
 874     {
 875         tMPI_Finalize();
 876     }
 877 #endif
 878
 879     return rc;
 880 }
 881
 882 void md_print_warning(const t_commrec *cr,FILE *fplog,const char *buf)
 883 {
 884     if (MASTER(cr))
 885     {
 886         fprintf(stderr,"\n%s\n",buf);
 887     }
 888     if (fplog)
 889     {
 890         fprintf(fplog,"\n%s\n",buf);
 891     }
 892 }