Remove GPU update restriction for replica exchange

Ensures that the end-of-step D2H coordinate copy is active for replica
exchange steps, to allow the GPU update restriction to be relaxed.

Use MessageStringCollector class to construct error messages

Disable ArrayRefDeathTests when building without assertions

Would otherwise lead to spurious failures.

Remove inputrec from do_ewald

Also rename some parameters more verbosely and remove a dead code
block.

Localize variables in ewald_LRcorrection

Fix clang-format

Introduced in e3aaab14bcc05164ad6c82ac28d7dd1af99bd576

Support GPU update without constraints

Make TrotterSequence enum class

A subesquent MR can make an extended Trotter enum class, removing
dependence of coupling and update_vv headers on md_enums header.

Clean up some headers in mdlib

Remove forcerec and inputrec from ewald_LRcorrection

Only pass needed parameters to ewald_LRcorrection, instead of
entire forcerec and inputrec. This required also refactoring
EwaldBoxZScaler to only take needed parameters instead of a
whole inputrec.

Also made some names more verbose.

Add nullptr check in ArrayRef from array construction

Make common Leap-Frog device code backend-agnostic

Remove forcerec from ewald_charge_correction

Also renamed commrec to be more verbose.

Fix CMake 3.20 warnings when compiling with IntelLLVM

Most work was done in 5d2d4769 (MR !1558), but we were still getting
warnings from the compiler compatibility checks. Nothing major, just
noise.

Remove unused StatisticsStatus values

The `enumValueToString(StatisticsStatus)` had the wrong order of
strings. But in fact most of these statuses were not used anyway, so we
can just remove the corresponding enum values altogether.

Fix several doxygen errors

Move the stub for X buffer ops into OpenCL

Refactor gmx_reverse_top_t

Made the impl properly private, but to do so had to separate
the responsibility for checking the local topology, which
should never have been here.

This introduces two new headers in preparation for splitting up
domdec_topology.cpp into several parts that can then have their own
headers. But first gmx_reverse_top_t has to be properly encapsulated.

Refs #3887

Make NBNXM force getter available in all backends

Use InheritParentConfig: true in clang-tidy files

Removes duplication between files in test directories where it can be
avoided.

Use appendIf(..) method of MessageStringCollector where it is relevant

Refs #3886

Remove extra device force getter from NBNXM

Having two getters for the same device buffer is confusing and
polutes the name space. This removes the extra getter and
change to the calls to the other one where it was used.

Refs #2608

Add appendIf(..) method and tests for MessageStringCollector

The messages are usually added conditionally, which makes
it more natural to use msc.appendIf(conditional, message) as
compared to if(conditional) { msc.append(message); }.

Also adds tests for basic functionality of the class and
renames the files according to conventions.

Refs #3886

Decouple update group handling from domain decomposition module

Add SYCL implementation of X/V scale kernel

Refs #3929

Make common Update-Constraints code backend-agnostic

Name the MDRun FEP test binary consistently

Remove GMX_FORCE_DO_NOT_NEED_NORMAL_FORCE legacy flag in do_force()

Add test for single residue chain

Fix clang-format

Introduced in 6d002ec667c955c5137acdad74663bdbc1712f2f

Fix conditional in assertion

The B-charges should be defined to use FEP in PME. The condition
was changed to the opposite in fdac5efa5ed51dd9b8486ca35227708b62fb08ef

Apply more clang-tidy-11

Fix compiler warning and use static_assert

1. The compiler assumes that GMX_GPU_CUDA and GMX_GPU_SYCL
   may be bit-fields and thus issue a warning if the logical
   or is used (constant-logical-operand). Casting them to
   booleans supresses the warning.
2. Change to use static_assert instead of the GMX_RELEASE_ASSERT
   because this code on a hot path.

Eliminate duplicate CPU->GPU copy of x

x is copied to the GPU for buffer ops or PME as well as prior to GPU
update on search steps which leads to a duplicate copying which is
addressed in this change.

Fixes #4033
Refs #3988

Add SYCL implementation of GPU F buffer operations

Apply clang-format-11

This is better than slowly dribbling changes all over the
code base

Rename pdb2gmx tests

Fix harmless bug in nonbonded FEP tests

Add SYCL implementation of GPU X buffer operations

Make GPU X buffer ops platform-agnostic

Fix shift_left/right function on hipSYCL

Having separate __host__ and __device__ definitions confused the
compiler when called from a non-annotated function. As a result,
a __host__ version, containing `assert(false)`, was always called,
leading to UB.

Refs #3965

Make clang-tidy check more aggressive

Now makes sure that it checks on all warnings, not just files that could
be fixed automatically.

SYCL: Allow copying an uninitialized DeviceBuffer object

Needed for sharing more code between CUDA and SYCL.

Refs #4045, related to #3020

Move PME-GPU do_force() local bool into stepWorkload

Clarify builder-time data, introduce simulation-time data

Make debug printing work with empty domains

Merge branch release-2021 into merge-2021-into-master

Resolved Conflicts:
cmake/gmxCFlags.cmake
cmake/gmxManageFFTLibraries.cmake
cmake/gmxVersionInfo.cmake
docs/CMakeLists.txt
src/gromacs/applied_forces/awh/bias.cpp
src/gromacs/applied_forces/awh/biasstate.cpp
src/gromacs/applied_forces/awh/biasstate.h
src/gromacs/applied_forces/awh/read_params.cpp
src/gromacs/applied_forces/awh/tests/bias_fep_lambda_state.cpp
src/gromacs/fileio/vmdio.cpp
src/gromacs/gmxpreprocess/readir.cpp
src/gromacs/mdlib/constr.cpp
src/gromacs/mdlib/enerdata_utils.cpp
src/gromacs/mdlib/mdatoms.cpp
src/gromacs/mdrun/mimic.cpp
src/gromacs/mdrun/runner.cpp
src/gromacs/modularsimulator/modularsimulator.cpp
src/gromacs/utility/mdmodulesnotifiers.h

Use more modern clang for linters and sanitizers

Remove UB in ArrayRef from array

Several issues with ArrayRefs from nullptr have been found by UBSAN.

Unify temperature and pressure coupling connection

Convert t_oriresdata to C++

Prepare branch for 2021.2 point release

Reset DOI strings.
Set new version.
Add release note stub.

GROMACS 2021.2 release

Allow elements to request local kinetic energy update

Trotter decomposed algorithms need to be able to request kinetic
energy update at a specific point in the algorithm.

Refs #3423

Make common GPU Force Reduction code backend-agnostic

Fix include order

Was missed during previous commit.

Zero modular simulator total energy

Apply misc clang-tidy-11 fixes

Needed to build with newer version.
I also had to add a number of new exclusions in the base configuration
files. Those are mainly for recursive functions and use of global
variables. Tests needed their own configuration files to exclude check
for non const global variables.

Refs #3897

Restore pull output to rerun

This was omitted from c52e6838 and is now restored.

Refs #1868
Fixes #4043

Break up dd_init_bondeds

Apply clang-tidy11 to tools

Remove dead functions from statistics module

Pass ArrayRefs to dispatchNonbondedKernel

Remove mdatoms from coupling code and use more ArrayRef

Fix compile with IntelLLVM and cmake 3.20

Remove mdatoms from do_walls

Also changed one pointer arg to ArrayRef.

Fix GCC-11 warning

It complained about pbcatom_input being uninitialized.
Does not seem like it is used anywhere before being set in
process_pull_groups, but better initialize it just in case.

Remove mdatoms from vsite

Pass params directly and clean up includes.

Apply clang-tidy11 to statistics

Use enum : bool in commandline test

Demonstrates that t_pargs works with enum class : bool.

Add known issues to user guide

Use correct size for force vector in mdoutf

The wrong size of the array was used previously in constructing the
reference to it, leading to possible invalid memory access.

Preven extension of DDBondedChecking

By having DDBondedChecking inherit from bool, any attempt to add
additional enum values will lead to compilation error, unless the
inheritance is also removed.

Decouple update-group aspects of vsites and constraints

Update groups should not be managed from within domdec module, so
shift the responsiblity to runner temporarily to simplify future
changes.

This made clear that some internal fields of domdec module were
inaccurately named. Update groups preclude the possibility of
constraints or vsites being split across domains, but when update
groups are not in use such splits are merely possible, not
assured. The code doesn't change, because we always have to account
for the possiblity that some are split.

Refs #4004

Remove some use of charge groups from domdec

Former domain-decomposition used either particles or charge groups in
constructing the local topology, but now it only uses
particles. Changed naming of functions, variables and comments for
consistency.

Respect umask when creating temporary file

Remove mdatoms from pairs in listed forces

Fix copyright year

Introduced in d76ab996f96a4a51d7ad949284d056f61d7ca227

Respect umask when creating temporary file

Remove mdatoms from expanded

Also removed most of the included in expanded.cpp, all of which
were unused.

densityfitting: add missing include file

Fix clang-format

Introduced in fdac5efa5ed51dd9b8486ca35227708b62fb08ef

Clean up DD bonded interaction assignment

Mention the users forums on the user-guide front page

Added a note + URL pointing to the forums.

Replace bool with enum class in DomdecOptions

The logic is simpler if we just use DDBondedChecking directly in
DomdecOptions. The enum values have changed so that they match those
for the bool type. Added a test and an assertion to confirm that this
works as expected, ie the default for mdrun -ddcheck is unchanged

ArrayRef in pme

Remove redundant store

gcc 9 complains about the useless store

Temporarily lift requirement to detect GPUs in CI

Fully define IndexGroupsAndNames

Allow using CPU PME with DD and GPU update

Prohibit SETTLE interactions on atoms with perturbed masses

This has never been implemented, but in 2018.x and older it sometimes
managed not to crash. Now both grompp and mdrun prevent the simulation
from running and suggest an alternative.

Fixes #3959

fix build on F34

Temporarily lift requirement to detect GPUs in CI

Remove leftover function declaration from nbnxm atomdata

MR !1483 neglected to remove the declaration of function
nbnxn_atomdata_init. This MR rectifies that. Also removed
and unneeded include.

Apply clang-tidy11 to mdrun

Unify constructor of nbnxn_atomdata_t

Constructor for t_mde_delta_h_coll

Increase const correctness of t_mdatoms use in md.cpp

Previously two instances of t_mdatoms were made in do_md, once const
and one not. This replaces all instances where the non-const was not
used but could be with const usage. Also, non-const usage is now done
by calling MDAtoms->mdatoms() to indicate non-const usage more clearly.

Remove inputrec from initialize_lambdas signature

Apply clang-tidy11 to correlationfunctions