Use images from GitLab docker repository

Docker is reducing the maximum number of pulls from their storage, and
we are already now hitting the limit with heavy CI activity.

Now uses images from GitLab Docker Repository instead.

Fixes #3788

Fix intemittent MdrunIOTests segfault

In Modular Simulator, we wish to have two copies of
ComputeGlobalsElement<ComputeGlobalsAlgorithm::VelocityVerlet>. To avoid
making two separate objects, a `static thread_local` singleton was
introduced. However, it caused issues when the ModularSimulator was
built repeatedly in the same process, due to stale pointer persisting in
a static variable.

This commit adds a key-value storage to
ModularSimulatorAlgorithmBuilderHelper, and makes ComputeGlobalsElement
use it instead of static variables. This ensures proper lifetime of
cached pointers and can be used by other Elements for similar goals.

Closes #3791

Remove source file that is no longer in use

All CUDA data transfer calls now use the same wrappers, the
NBNXM-specific wrapers can be removed.

Fix cycle counting in StatePropagatorDataGpu

Double-counting resulted in broken/truncated performance acounting
table.

Fixes #3764

Move implementation to cpp file

Fixes issue with missing GMX_ASSERT as well.

Use dynamically allocated unique pointers for GPU halo tests

The tests were intermittently failing in the enqueuing of a remote
GPU's event to a local GPU's stream because the remote object
(allocated on the stack in the innermost loop) was already destroyed (due
to the asynchronicity of the operation). This change allows the objects
to persist, and is the same way we already do it in the main code.

Fixes intermittent failures appearing in !773 and eleswhere.

Suggest environment variable to limit visible SYCL devices

As with OpenCL, there is no portable way to do it, so we suggest the
currently working Intel option.

Fix doxygen comments formattig in update.h

Allow pdb2gmx to handle cyclic molecules

This has been a long outstanding issue with the code not being able to
do this.

Cyclic molecules are detected by checking if chain ends are within bonding
distance from each other. This does not detect cyclic molecules over PBC
boundaries.

Initial patch proposed by Boris Timofeev.

Resolves #3571

Change-Id: Ic25e46a12fef5fb46748dc0497f469b5834d4886

Allow CUDA build tests to succeed without GPU

Added early return to haloexchange GPU pathway test to not try to run
the tests without a GPU (i.e. device list is empty).

Refs #3789

Stop showing wrong README on GitHub front page

Limit parallelism in Github CI

Remove the -j option from CTest, avoiding issues with trying to run the
test binaries in parallel.

Set environment variable so that the build knows it is under CI, and
limits the number of thread-MPI and if needed OpenMP threads.

Activate regressiontest testing.

Disable MTS with SD integrator

The SD integrator requires different damping coefficients for
the different MTS forces and we currently don't have the different
MTS forces available separately in the integrator.

Fixes #3775

Set pbcatom_input in order to pass later checks

pbcatom_input was not set. This meant that pbcatom checks in
set_pull_init() failed for large pull groups.

Fixes: #3786

Copy position restraint parameters with MTS

Fixes #3784

Improve issues with CUDA interacting with std flags

GCC 7 needs a work-around just like older CUDA does.

Removed unnecessary use of C++17 features in compat/pointers.h as we
do in other parts of the code while CUDA compilation must be within
C++14.

Refs #3608
Fixes #3783, #3780

Allow GPU update without GPU DD

Fix use of config.h in halo exchange tests

Remove logging from hardware detection

This should be deferred to separate responsibilities, in particular
so that hardware detection can run before logging functionality
is available. Subsequent logging of the results restores the value
to the user from understanding what mdrun could see about their
hardware.

Refs #3650, #3768

NBLIB listed forces API update

- added a listed forces calculator for the user-facing API
- expanded documentation
- reduced boilerplate
- addressed review comments

Add more halo exchange unit test variations

Addition of several 1D and 2D variations with different pulse configs.
Follow up will extend to 3D.

Add missing wallcycle_stop

On the GPU update path the Update CPU counter was started and not
correctly stopped.

Refs #3764

Extend halo exchange unit test to GPU codepath

Test will additionally re-perform halo exchange on GPU codepath (for
CUDA thread-MPI builds).

timing: try to directly retrieve gmx_cycles_calibrate() from the hardware

The timer period can be directly retrieved from the hardware on ARMv8
and recent x86_64 platforms.
Try this first, and fall back on the current guessestimate on older x86_64 platforms

Remove TODO regarding AWH cover threshold along lambda axis.

The 1.0 factor should be OK for a FEP lambda axis. It should be OK
in theory and tests show it works.

Change-Id: Iafe39ab0663ec227e96e40f1b2073818610e93ae
Closes: #3634

Make the message why GPU bondeds are not available more clear

Closes #3728

Add Clang CUDA build to CI

Runs tests during post-merge acceptance, but compiled for all merge
requests.

Update to nblib non-bonded backend

* added more documentation
* more consistent naming
* cleaner, more consistent interfaces
* add more checks
* expand test coverage
* fix bugs

Remove an unnecessary transitive dependency of imported CMake target.

Refs #3777

Fix unused variable warnings

Add missing fix for Clang CUDA

Was missing from the previous list of fixes (don't know how that
happened).

Fix build issues with Clang CUDA

Fixed missing changes in CMake property name
Apply properties correctly for test library.
Fix wrongly attributed gpu_utils test file.

Introduce nblib versioning

Rework handling of PATH-like variables in GMXRC.bash/zsh

Old version was not robust to various kinds of trailing colons, as
exerienced in, e.g., #3219.

To make it all safer, a single function, that removes the
old path and adds the new one to the beginning, is introduced.

Tested with:
- GNU bash 4.4.20
- GNU bash 5.0.17
- zsh 5.8
- dash 0.5.8

```
$ replace_in_path ":" "/new" "/old"
/new:
$ replace_in_path "" "/new" "/old"
/new
$ replace_in_path "/old" "/new" "/old"
/new
$ replace_in_path "/old:" "/new" "/old"
/new:
$ replace_in_path "/old:/other" "/new" "/old"
/new:/other
$ replace_in_path ":/other" "/new" "/old"
/new::/other
$ replace_in_path "/other:" "/new" "/old"
/new:/other:
$ replace_in_path "/other:/old" "/new" "/old"
/new:/other
```

Full test:

```
$ bash -c 'MANPATH=''; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man
$ bash -c 'MANPATH=':'; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:
$ bash -c 'MANPATH='/abc'; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:/abc
$ bash -c 'MANPATH='/abc:'; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:/abc:

$ bash -c 'MANPATH=':'; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:
$ bash -c 'MANPATH=''; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man
$ bash -c 'MANPATH='/abc'; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:/abc
$ bash -c 'MANPATH='/abc:'; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; . scripts/GMXRC.bash; echo $MANPATH;'
/usr/local/gromacs/share/man:/abc:
```

Closes #2628, #3219

Clang format

Add fvec doxygen

Fix AMD OpenCL float3 array optimization bug

Because float3 by OpenCL spec is 16-byte, when used as an array type
the allocation needs to optimized to avoid unnecessary register use.
The nbnxm kernels use a float3 i-force accumulator array in registers.

Starting with ROCm 2.3 the AMD OpenCL compiler regressed and lost
its ability to effectively optimize code that uses float3 register
arrays. The large amount of extra registers used limits the kernel
occupancy and significantly impacts performance.
Only the AMD platform is affected, other vendors' compilers are able to
do the necessary transformations to avoid the extra register use.

This change converts the float3 array to a float[3] saving 8*4 bytes
register space. This improves nonbonded kernel performance
on an AMD Vega GPU by 25% and 40% for the most common flavor of the
Ewald and RF force-only kernels, respectively.

Note that eliminating the rest of the non-array use of float3 has no
significant impact.

Fix CUDA code issues

Remove unused template.
Fix variable initialization order and remove obsolete variable.
Fix missing newline.

Default initialize pull datastructures

Avoids warnings with gcc-9 about potential use of uninitialized
variables.

Fixes #3772

Make dispatchTemplatedFunction compatible with MSVC

MR !730 introduced a new function, dispatchTemplatedFunction, which
broke build with MSVC 19.27. Looks like a compiler problem, but the fix
is easy enough (and, arguably, makes the code a bit easier to read).

Correct AWH initial histogram size

The initial histogram size for AWH incorrectly contained
a Gaussian geometry factor and also treated higher dimensional
cases incorrectly. The formula has now been simplified and
described more accurately in the manual.

Fixes #3751

options: add the eftCSV OptionFileType

Add dispatchTemplatedFunction

A helper function to select a templated function in runtime based on Enum value.

Fix remaining clang tidy issues with OpenCL

Some code blocks still needed cleaning from clang-tidy.

Came up during manual run in preparation for CI job.

Mix minor clang-tidy warning in double

One cast was using C-style, changed to C++ static_cast.

Use the correct CI script for sample_restraint jobs.

release-2021 should use the CI script that applies
the pytest `--threads` option.

Fix clang-tidy v10 warnigns in OpenCL kernels

Also made convert_sigma_epsilon_to_c6_c12() return a float2 with c6 and
c12 instead of returning results in pointers.

Normalize FindMPI hints.

Let gmxapi target use the MPI C component instead of CXX for consistency
with gmxManageMPI.cmake.

Refs #3671
Refs #3672

Clarify behavior of LegacyMdrunOptions.

Make notes about the lifetime management of LegacyMdrunOptions and its
members. Note effects on the way it must be used by gmxapi::ContextImpl.
Clarify how gmxapi::ContextImpl could be updated in the future if data
scope details of LegacyMdrunOptions evolve.

Relates to #3644, #3688, #3718

Update image names in job definitions.

Use explicit CMake versions, as appropriate.

Refs #3621

Remove unused velocity scaling enum value

The velocities are never scaled by a full matrix, hence
the extra value in the enumeration is not needed. Having
extra possible value in the templated parameter may
hurt the compilation time.

Don't deploy nightly webpages

Removed code used to deploy nightly master webpage from nightly builds.

Tell gmxapi to look for MPI, when appropriate.

The recommended CMake configuration for MPI-enabled GROMACS does not
provide MPI compiler wrappers for regular compiler variables. However,
the MPI toolchain details do not get conveyed transitively through the
libgromacs target. This should be easily resolved by checking whether
libgromacs is built with MPI library support and, if so, using the
CMake FindMPI module.

This may not be robust and should be revisited in the context of issue
#3672.

Meanwhile, this change should reduce errors for users following the
documentation updated under #3671.

Make install-guide MPI consistent

Fixes #3671

Clear constraints RMSD values upon domains reset

When atoms migrate from one domain to another, some domains can be
left without constraints assigned to them. In this case, old RMSD
data can contaminate the output and lead to arithmetic exceptions.

Also match conditinal when constraints RMSD values are collected
and when printed.

Fixes #3742, related to #3305.

Disallow OpenMP on Windows in CI

The builds with MSVC and OpenMP fail too many unit tests, so we need to
disable this combination in CI.

Builds now can pass testing on Github.

Refs #3752

Exclude CUDA 10.2 as well from C++17 compilation

This commit corrects compilation with CUDA 10.2, which does not support
C++17, by changing the condition to pass -std=c++14 to nvcc added by
commit b6172240bfb5daf80d32150924bcdc46a4b07e10.

Fix warning with OneAPI compiler and AVX512

Also improves consistentcy because other SIMD functions
are declared as `static inline`.

Update Docker image build scripts.

Adopt new naming scheme and conventions for Docker image contents.

Jobs will be updated to use the new images in a follow-up change.

Refs #3621

Fix propagating flags for Intel + Windows

Flag would only be set in local scope and not for global one.

Use updated CI pipeline rules for Python package tests.

Refs #3744

Introduce intermediate variable so that compiler will not complain

Some compilers complain about the shift being larger than the shifted
variable, even though it is never executed in this case. This introduces
an intermediate shift variable that is explicitely set to zero in this case.

Issue #3752.

Fix static linking with MSVC

The C and CXX flags are now properly propagated to allow static linking.

Also fixed unrelated issue with Intel where settings didn't propagate
correctly.

Fix formatting of the authors list

Previously defined length of 18 chars per name was not enough for
some of us and the authors list become poorly aligned. This changes
the format to have only three authors per line, thus allowing for
up to 26 characters per name. And we are hiring!

Compile host code with c++14 where needed

CUDA doesn't support C++17 compilation before 10.2

Add missing GPU force reduction cycle counting

Launch timing was missing in the GPU reduction refactoring added in
257d80. This change adds back the cycle counting reducing the time
leaking into the rest timer.

TrajectoryElement: initialize and rename logWritingStep_

Suppress warnings from clang with nvcc more widely

The original fix wasn't applied widely enough, probably because of
caching of compiler flags when I tested more recent CUDA versions.
This now fixes the issue of !644 more widely.

Add missing cycle counting for GPU halo exchange calls

Calls lesft un-timed that were leaking into the "Rest" timer are now
accounted for.

Fix C++ language flag propagation to nvcc

Without this, the host code is compiled with the default language
level of the compiler, which varies by compiler and version. GROMACS
should specify the version being targeted.

This mostly reverts commit 33c239bee76444e82184c0c5685a543b8b141535.

Fixes #3749

Only build nblib tests when requested

Was missing a check for GMX_DEVELOPER_BUILD being set.

Fixes #3739

Change-Id: I27d2b174cca8b16a1aa54c6a78c75cdd458d590d

Revert "densityfit: Fix inconsistent use of iterators"

This reverts commit a96e538b04cf6ff1e983d62fa58fb6150ab0c97f.

densityfit: Fix inconsistent use of iterators

and some typos

While both referenceDensity_ and referenceDensity are views into the
same data, it's clearer to use the same variable for both begin()
and end().

Update gmxapi version details.

The bump from gmxapi 0.1 to 0.2 was overlooked for the C++ API.

Currently, the Python bindings require C++ API version 0.2,
but this requirement can probably be relaxed before the final version
of the 0.2 Python package.

Merge branch 'origin/release-2020' into merge-release-2020

Allow gcc-9 on Power 9

Previous restriction ended up blacklisting gcc 9 and later whereas the
intent was to only do so for version 10 and later. Worked around the
version comparison quirk (and lack of >= operator).

Refs #3380

Change-Id: If9f45fe77459c3d873eab3856126f1653efe8cdb

Update CI rules for release-2021

Changes rules to target release-2021 branch instead of master.
Update regressiontest download branch.

GROMACS 2021 first beta release

Needs branch from master in a follow-up

Change-Id: Ic8a26bd11d07278bc048023597ecfef602b4feb6

Revert "GROMACS 2021 first beta release"

This reverts commit 6e84b715331a92750bdb2c697e6d810262a5ffb5.

Version string is not correct.

GROMACS 2021 first beta release

Needs branch from master in a follow-up

Change-Id: Iae03d2228dc5ce8380dfb491ee11b6aff81d9796

Add release highlights

Change-Id: I08d3f93dc28a8bc18ce193ccfcf781ed6e19ee80

Revert "Add muparser and CMake handling"

This reverts commit b06ac54659006d4071564c18f7abcc17d359e9c4.

Not needed as we won't have the dependent code in yet.

Change-Id: If4a7a29e3288d1ab5e0716862a636be6a1fb8d9a

Fix random doxygen warnings and typos

Silence annoying
"/builds/gromacs/gromacs/src/gromacs/math/vectypes.h:87: error:
gmx::BasicVector: is in library file(s), but appears in public
documentation" from source-check pipeline (appears to be false-positive
due to a forward-declaration in a random file). I was not able to come
up with a quick fix for the underlying problem in check-source, and,
from my understanding, there are plans for refactoring it soon anyway;
so I went with a suppression here.

Fix a bunch of random typos throughout the code.

Fix some unbalanced Doxygen's \{ and \}. And one widowed @}.

Fix some \copydocs (not all).

Remove a nasty non-breakable-space that was messing up block
indentation in Sphinx docs.

New Twitter-based quote

Halo exchange unit test for pre-existing CPU codepath

The test sets up a 2D rank topology and performs a coordinate halo
exchange (using the pre-existing CPU codepath), with 2 pulses in
the first dimension and 1 pulse in the second. Each pulse involves
a few non-contiguous indices. The sending rank, atom number and
spatial 3D index are encoded in the x values, to allow correctness
checking following the halo exchange. Follow-up will port to GPU codepath.

Enable MSVC and MacOSX testing on Github

Adds files needed to test basic builds using MSVC and MacOSX on Github
using Github actions. The setup has been used with slight modifications
from the example here:
https://cristianadam.eu/20191222/using-github-actions-with-c-plus-plus-and-cmake/

Change-Id: I4f42017b2747d55e01a00f971b140089da5d970c

When loading AWH user data do not convolve the bias along FEP dims.

Fixes: #3736.

Fix for force copy dependency of GPU force reduction

Fixes issue #3729

Fixes for clang 11

Keeps the build free of warnings about the missing commas
that affected the word spacing in the docs.

Increase tolerances for NBlibTest.SpcMethanolForcesAreCorrect test

Add static constexpr members to naming style guide

Resolves #3733.

Fix compilation with MSVC

Fix string interpolation error

Otherwise the interpolation will overrun the buffer

Fix bonded tests

These were not robust enough to pass everywhere (e.g. release
builds). They probably still are not, but fixing that needs more work
than we can do now. A key part of this is that acos implementations
differ, leading to different bond angles being computed, which leads
to different rounding error in accumulating forces and shift forces.
The latter now use different tolerances, because often we compute a shift
force that is zero, modulo rounding error.

Updated required version for reference build type to gcc 7.

Used namespaces better in bonded tests

Added some GoogleTest pretty-printers to see better what was going on.

Added useful strings describing bonded kernel flavors so test failures
had more context.

Used coordinates for butane in tests so that numerical instability was
less of a problem.

Avoided an unnecessary include of vectypes.h and testasserts.h

Revert "CUDA nightly fail: Dirty hack"

This reverts commit c8b6d3b269730ad613b1810aa255e05395d7e8fe.

Fix missing copyright and release notes

Change-Id: I23153cd393ca8f40bda16871ff25d3285c7fe2ed

Fix segfault in pull reading

Triggers asserton now later on :(

Change-Id: I08a390de653e8bbdf23288ed8a28b6dc7ad6305d

Add missing header in shake to fix mac clang compilation

Missing <cstdlib> fails compilation due to usage of qsort
on mac.

Closes #3730

Do not validate build for external source management

If git was not found for builds not coming from a tarball,
the source validation script would generate warnings due to the missing
reference checksum file.

Refs #2128

Change-Id: I7a0d0c164e19eb47446b26a039442b57e537375b

Fix nblib flags

add a missing call to gmx_target_compile_options() in CMakeLists.txt