Remove NVML support

Net value for this feature isn't high enough to maintain it.

gmx_device_info_t can now be used const-correct in many more places.

Fixes #2655

Change-Id: I2fac7d8b5613bee3fe0a6020862fc57224f7f6c4

Fix constraints cycle counting

Cycle counter start/stop calls were misplaced after earlier refactoring
of the constraints code.
This change fixes the duoble-counting issues introduced and makde some
minor code simplifications.

Fixes #2652

Change-Id: I5aaed801320b11a848530b97274bc562f34fbcfe

Refactoring in calc_verletbuf.cpp

Replaced all list pointers by std::vector.
Used extractILists to simplify code.

Change-Id: Idc2c5d8169e765340d150e2638f84783e092a6af

Stop ICC ICE

Fixes #2648

Change-Id: I52929b347b5a5b4fa44b63b2e9397f581e03d3c3

Add UpdateGroupsCog to DD

Change-Id: I8602af8311a992c5d584b8b55da45a2af1941f54

Use more default initialization of mdrun structs

Such plain-data structs should be implemented so that
compiler-generated default functions will do the right things, so that
they can be embedded in more complex objects that need such
behaviours.

Change-Id: Id50b6971ff1da4b54b92864f716e7f0b6aa7f604

Make some symbols in gmxpre-config.h always defined

Made related minor simplifications in a few places.

Fixes #2654

Change-Id: Ie3245c78f1f88bd9df6f81c86f8f04dae2ceb45c

Recognize Intel GPU as compatible

Note new hardware support in the user guide
Also enable I_PREFETCH by default

Fixes #2030

Change-Id: I9c3efe70df4d273e463bf49f5ae4f0959a590ebe

Move maxReferenceTemperature() to inputrec

The maxReferenceTemperature() is more generally useful, so it is
moved from calc_verletbuf.cpp to inputrec.h/cpp.

Change-Id: Id9d1ac445510dbed6c16cf05c75e0cd397816550

Improve update group radii

The update group radii computation could return too small values
for exotic topologies. Now the worst case estimate is used, unless
all atoms in an update group are connected by angle potentials.
In the latter case the radius is determined assuming deformed
conformations for a given temperature. Tests for this have been added
with different temperature values.

Change-Id: I085b345f6f9833a048be69afd8e8857d1c44110e

Reorganize RVec scaling functions

The RVec scale() function and method were confusingly named, sas they
did not actually scale the vector, but only returned a scaled vector.
These are now replaced by the * operator. Also added the / operator.
Added *= and /= operators to actually scale a vector.

Change-Id: I68d1cd453a18862c53f128dbfcd216868ba88a13

Reduce preprocessor dependency in resourcedivision.cpp

Also added some constexpr

Also broke up some long text blocks

Change-Id: I28a8207008d65fe39c10429542f44373ba0bbafd

(Re-)fix typo in DD load balancing printing

Seems I42dcb3e5a8fa64f80cf480f4838a9f7fa70e03cd got lost in
Id3fcf6594b6f97129c72fe6f44c54d5c20afa11d. This patch restores that fix.

Change-Id: Ibaffe7f3b36ab9a298cc2713603a04965e658c9a

Extract settle test water coordinates

These coordinates will be used by other tests as well.

Change-Id: I4e0ad7ac6c540d31a3565a0cfe004136e2431f36

Added pullCheckPbcWithinGroup() to check one group

This function checks if a single group obeys PBC restrictions.

Change-Id: I26e99335c9d127ada1a229597bce489416b21408

Clarify distinct paths for mdrun log file handling

Opening for appending is actually handled in the checkpointing code,
which is now explicit in mdrunner.

Also handled the error case when the log file cannot be opened.

Also removed unnecessary dependency on commrec.

Refs #2651

Change-Id: I0b8c7756a08c3d786571e7936e7f8f327fd17947

Support atom groups in nbnxn_search

When atoms groups are use in the pair search instead of atoms,
the atoms can be slightly outside the grid. This change takes
that into account for distance checks. The actual gridding of
atom groups instead of atoms is in a separate change.

Change-Id: Icf3a4a3a422f0d9ad0ab74e3ceeff2e7da791ca5

Allow explicit reset of simulation stop condition.

Grant client code the ability to reset the global stop condition. This
is a necessary (but not sufficient) provision to allow multiple
simulations in the lifetime of a single process.

Change-Id: Ib755b9bffc71aef43c6e20988f2ae9994cb426b4

Add UpdateGroupsCog class

Added class for managing the centers of mass of update groups.
Also added a test.

Change-Id: Ife6c996056e758c9f0fc02d1043a20d745dc3ac8

Add margin as input to pullGroupObeysPbcRestrictions

Make it possible to specify the margin when checking that a pull
group is not too large (compared to the PBC dimensions).

Change-Id: I1a856ae6078c085693ed7add4cf765b5a49abc2d

Remove obsolete braces in do_md()

In I17c9ae4c1c88bdb328e17e75fec55a558613cff0, we removed the rerun
functionality from do_md(), but left a pair of braces to make rebasing
and reviewing easier. This change removes these obsolete braces.

Change-Id: I67d10f19022149de50696eb25502f5412b366424

Remove rerun from do_md

As the rerun functionality is handled in a separate function now, this
commit removes rerun from do_md.

refs #1868

Change-Id: I17c9ae4c1c88bdb328e17e75fec55a558613cff0

Remove unnecessary functionality from do_rerun

As discussed in task #1868, the rerun functionality gets reduced to essentially
"take a configuration and calculate forces and energies". If the trajectory contains
velocities, they are ignored. This allows to remove a lot of functionality from
do_rerun, which is done in this commit.

Functionality removed includes

    * Reading of velocities in reruns (reruns won't contain kinetic energy)
    * Constraints
    * Temperature / pressure coupling
    * Essential dynamics
    * Interactive MD
    * Simulated annealing
    * Multisimulations
    * AWH
    * Expanded ensemble
    * Replica exchange
    * Checkpointing
    * Counter resetting (no benchmarking)
    * PME tuning
    * FAHCORE
    * EnergyHistory

The following quantities are not reported:

    * Kinetic energy
    * Total energy
    * Conserved energy
    * Temperature(s)
    * Pressure, pressure tensor, and pressure dispersion correction
    * Virial tensor(s)

This change also changes the rerun tests not to test for correct
reproduction of the velocities (since they are intentionally set
to zero), and adds some information to the documentation.

Refs #1868

Change-Id: I522d56a610f2a6ff189484c9311b6f53c775ed47

Prepare rerun commit

In Task #1868, we will break out rerun from the do_md code. This
results in new files, rerun.{h,cpp}, containing a do_rerun function
which includes only the portions of code in do_md which are relevant
for rerun. It does, however, make sense to diff this new function to
the current do_md to be able to review the changes made. This commit
therefore duplicates the current md.{h,cpp} files to allow for easier
reviewing of the following changes. It does also change runner.cpp to
send any rerun through the new code path. This allows to create to
independent follow-up commits, namely
1 Cleaning up do_md() [I17c9ae4c1c88bdb328e17e75fec55a558613cff0], and
2 Cleaning up do_rerun() [I522d56a610f2a6ff189484c9311b6f53c775ed47].
Commit 1 will thereby likely be easy to review and merge, while
commit 2 might require more discussion.

Refs #1868

Change-Id: I832ce07e3c5932a42151983deb8f527f988b2a2e

Fix gmxapi::Version test regression.

During code review, the feature names in the hasFeature() test were
rejected, but they slipped into the commit anyway. This change removes
the objectionable preemptive feature names and attempts to clarify the
test and API, per conversation during code review.

Change-Id: I134249a7bae66a78b878e501e702f6d2d691706a

Fix performance report when init_step!=0

Change-Id: Ia4e15c2fb9b0e3debe7fc7f2aa8a1cdf346f90cb

Fix Doxygen links

Change-Id: Ifa0117d53ea29747fd88ff4c9955248d7d4c8346

Leak less from gromppp with cmap

Change-Id: I9995615e1c0281cf945b45970a906bf14552f0ef

Add gmxapi::MDModule.

Provide basic framework for passing objects between object libraries.
Describe protocol for managing object lifetimes and sharing ownership
across API environments (such as Python, C, and C++) with minimal
dependencies.

Supports gmxapi milestone 7:

Refs #2585

Change-Id: I206adb7341b3005dd56137e7c7df207a08dd41c2

Add update groups boolean to DD

Change-Id: I8b6c8e126974982ed4ca20dc1a10f064413219fb

Rename DD constraint booleans

This is preparation for adding update groups

Change-Id: I135abe196569c6e1a7dde535c8e616e1a479bcac

Add update groups

Adds functionality for detecting update groups, covered by tests.
Update groups are group that can be updated independently,
i.e. vsite are constructed from atoms with the group and constraints
only act on atoms within the group.
The functionality is not used yet.

Change-Id: I958983bc9010999cc7ce33b26daf587eda632c36

Bump test timeout only for OpenCL integration tests

The OpenCL JIT time can make the mdrun integration tetsts time out, so
we need to bump the timoeouts. This change enables a double (240
seconds) timeout only for OpenCL builds.

Fixes #2529

Change-Id: Id0dd3a13f7b5edc5642bbae65de44c125993c7d5

Fix clang-tidy warnings for clang 7

Disable clang-analyzer because we run analyzer as seperate job.
Disable cppcoreguidelines-avoid-goto because it is easy to spot
in code-review and has very rare good uses.

Change-Id: Ibfeb8ba6b14012b0079e7eef15282e0e2b6538fc

Make CGLO_CHECK_NUMBER_OF_BONDED_INTERACTIONS require global communication

Currently, giving the CGLO_CHECK_NUMBER_OF_BONDED_INTERACTIONS flag, but
none of CGLO_TEMPERATURE, CGLO_STOPCM, CGLO_PRESSURE, CGLO_CONSTRAINT, or
CGLO_ENERGY does not prompt global_stat() in compute_globals(). This has
currently no implications because this specific flag is never set without
at least one of the others, but it is not intuitive and becomes a problem
when setting up a rerun without temperature calculation. This change fixes
this.

Refs #1868, #2647

Change-Id: I53b4dd9a1b7b273f1ce99e8e8c78bf386a693842

Fixes a bug in pull group size calculation

The wrong atom indexes were used when checking the coordinates
of atoms in a pull group (commit aa102e691d59b4de37c8e4).
That lead to false reports of too large pull group
(and presumably false negatives). This fixes the problem.

Refs #2397

Change-Id: Ib7d7e648204c0d1b219714610de7fb5842713048

Update to test with clang-7

Change-Id: I7087119efc67390d152dbf06d83ddb59d5c0e1e9

Separate methods to create localtop and t_topology

Made a separate method for creating t_topology from gmx_mtop_t instead
of going through the unsafe way of using gmx_localtop_t as an
intermediate.

Change-Id: Ia57c22839d08a97b9189dfe534c35588291a469f

Always use mtop constructor

Remove init_mtop and always use the mtop constructor for initializing
a gmx_mtop_t.

Also change ffparams and cmap to be initialized from the start.

Change-Id: Ieaf89a501ebbc29d31435305927332a3926d0c07

Change pull buffers to std::vector

Change-Id: Ic9a3521e52c86a4fac70ad52e53e27d977f124cc

Fix type bug in trilinic DD code

An off-diagonal triclinic box coupling variable was int instead of
real. For postive off-diagonal box elements the only led to (slightly)
more atoms being communicated. For, unusual, negative off-diagonal
elements this could cause to few atoms to be communicated.

Change-Id: I4cc2cd00aaee79359e32342615c818ba134054b3

Change names of gmxapi::Version functions.

major() and minor() member functions clash with a historical macro,
producing compiler warnings. Change names to majorVersion(), etc.

Fixes #2646

Change-Id: I568ab1dc216b200b182b34f76016fbfa54015dbd

Convert gmx_cmap_t to C++

Change-Id: I023328eeb9432c6cb3ee96b7f5c0f5960f97d6bc

Convert gmx_ffparams_t to C++

Note that gmx_cmap_t still needs to be converted.

Change-Id: Ib695962c08b7cba539a9604077cc372d795b1647

Documentation fix: Rerun and nstlist

The current code is not, as written in the documentation, behaving differently if
`nstlist == 0`. The relevant code part in `md.cpp` (line 312+) reads

    const gmx_bool bRerunMD      = mdrunOptions.rerun;
    int            nstglobalcomm = mdrunOptions.globalCommunicationInterval;

    if (bRerunMD)
    {
        /* Since we don't know if the frames read are related in any way,
         * rebuild the neighborlist at every step.
         */
        ir->nstlist       = 1;
        ir->nstcalcenergy = 1;
        nstglobalcomm     = 1;
    }

This change adapts the documentation to reflect what we're is actually doing.

Change-Id: I2292c675e0798f7e500ac3438a61872accabf21c

Introduce extractILists helper function

Change-Id: I768da6d065366992d556f0fa046b2ee28417e2fc

Separated partitioning and dlb code within domdec

Improves modularization, so that e.g. touching PaddedVector
implementation doesn't recompile the whole domdec module, and every
client.

This is pure code movement, no functional changes except to visibility
of functions between translation units and gmx_bool to bool changes.

Change-Id: Id3fcf6594b6f97129c72fe6f44c54d5c20afa11d

Introduce stop handler

This change introduces a stop handler which encapsulates the
setting and handling of stop signals, and owns the bLastStep boolean
(which is, however, currently mirrored as a local variable in do_md for
convenience). This cleans up the do_md loop, exchanging several lines
of code by a single command. To set the signal, the StopHandler object
loops over a vector of stop condition functions registered previously
with a helper object of type StopHandlerHelper. This allows to formulate
different conditions, and only build them if the current setup requires
them (e.g. only have a stop criterion based on time if a maximal run
time was set, only build stop conditions on master rank, ...).

The stop handler itself is created in do_md by a helper object owned by
the calling code. The helper object offers an interface to register
stop conditions via std::function objects. This allows higher-level
code to inject stop conditions.

Refs #1793

Change-Id: Ia9077841d96a9bc6d6f000eef4093e9fbd9f5363

Introduce checkpoint handler

This change introduces a checkpoint handler which encapsulates the
setting and handling of checkpoint signals, and owns the bCPT boolean.
This cleans up the do_md loop, exchanging several lines of code by
a single command. It also makes a step towards a task-based design by
only calling the internal functions when necessary (if checkpointing
is enabled, signal setting only on master), and by owning as much
data as possible.

Refs #1793

Change-Id: I05ca7abc9e81c9a8deacb6b81086e1077524d005

Introduce reset handler

This change introduces a reset handler which encapsulates the
setting and handling of resetting signals, and the actual counter resetting.
This cleans up the do_md loop, exchanging several lines of code by
a single command. It also makes a step towards a task-based design by
only calling the internal functions when necessary (if counter resetting
was requested, signal setting only on master).

Refs #1793

Change-Id: I5dec051cd3a0c0b3b52dfe69a72dac7f7e9f65ed

Add not_null from GSL

This can't be fully featured before C++14, but it is useful
now. Permits us to implement CppCoreGuidelines I.12, F.23, F.25, and
updates the style guide accordingly.

Change-Id: I7da884de83f68c35d52ba01ec4e868da48574e1b

Fix bitmask printing

Change-Id: I0e9294ad734dfd682cfea3a31011a9b9c7fb9034

Refactor ddbox handling

Removed inputrec as argument to ddbox functions.
Changed all const pointers to references, this trickles down to
the PME load balancing code.
This is preparation for update groups addition to DD.

Change-Id: Ibc1c8b0f53397e4d15df7aeaa6f8561bd32e9a18

Framework in which to build gmxapi.

Establish a clean slate in which to develop the new external GROMACS
interface. Introduces `libgmxapi` and installed headers in
`include/gmxapi/` to provide a stable C++ interface.

Note that this commit has several inconsistencies with the gmxtree
policies, and src/api/cpp/* has been added to
docs/doxygen/suppressions.txt to avoid testing noise while these issues
are resolved. They are mostly of the following sort.

1. includes non-local file as "gmxapi/version.h"
2. does not include "gmxpre.h" first

The public interface is separated into a separate directory that does
not fit the current pattern for installed headers, and there is code
that specifically builds against the public interface that should not
include library headers, like "gmxpre.h". Discussion and tasks to
resolve policy and apply appropriate checks is at Redmine issue #2586
(gmxapi milestone 2)

Refs #2586

Change-Id: I1eb8ea75fdaea77e0ce03f2d312c44db8df16f28

Properly initialize idef in topologies

Adds and uses functions to properly initialize and clean up
idef structure in topologies.

This is preparing for changes that no longer use snew for
allocating topology datastructures.

Change-Id: Iabad6d95bc994f4b292c063572a6d83e7f02036d

Move ifunc stuff from idef.h to ifunc.h

Interaction function definitions were spread over ifunc.h and idef.h.
Also changed some macros to constexpr or inline functions.
Changed interaction_function.flags to unsigned int.
Added ifunc.h to installed headers, as it is now required.

Change-Id: I285413f9474866b1fe52e635188763b1c9ee9f95

Refactor pdb2gmx in c++ framework

Put pdb2gmx into c++ framework using modern options.

The focus here is on keeping what the user sees the
same. As yet, minimal effort has been put into
making the the whole code into modern c++.

Change-Id: I6dd750d0761c474415c02e9ae36d7ddb1fbbda10

Added basic tests for gmx msd

Change-Id: I35d765d9a68d4723bf0a968d07453a268ed4e78a

Change pointers to InteractionList to references

Change-Id: Ia2431137e7326a4fa68083b0e50a82455b426c86

Fix typo in DD load balancing printing

Removed superfluous string format specifier (%s).

Change-Id: I42dcb3e5a8fa64f80cf480f4838a9f7fa70e03cd

Refactoring in DD redistribute

Split computeMoveFlag() of from calc_cg_move().
Group limit arguments into a struct.
Change move from a pointer to an arrayref.

Change-Id: Iab7f7ae3168fcb8a77ad08d3632a2dc23007d322

Move variables around in pdb2gmx

This narrows the scope of variables in pdb2gmx and
changes a few names. This is only code movement.

Change-Id: I2f923df42124f430348601fce839b0914ca41674

Replace slave with agent

See releng change for details.
Also removes the word in one non Jenkins related file where
it didn't add any value to a comment.

Change-Id: Ic299f2fce0ffcd5412611c464b5f88db41d31a9c

Refactor getAtomGroupDistribution()

Change-Id: Id97802c061d179d9303d05b6da97131151be027a

Remove LaTeX file writing from gmx check

The function would now live in gmx report instead.

Change-Id: I09a03f1cab32f8a3e4e1bf5bc7426b9a7fd80170

Rearrange mdrun/runner.h

Swap the public and private sections of Mdrunner. Improves readability
and reduces noise / conflicts for other changes under review. This
commit is only reorganization.

Refs #2605

Change-Id: Ibb9a24a588afd90c7199f77e80aa2a3f2d2e7339

Change gmx_moltype_t.ilist to InteractionLists

Also changed the mtop_util ilist loops to return a pointer
to InteractionLists.

Change-Id: I449176dcb2b7b73225c78308cf64da70cc88051b

Introduce gmx report-methods

The writing of system information from gmx check has been
moved to a new module gmx report-methods that does the only
this part, writing the basic system information to the
the terminal, as well as a LaTeX formatted or unformatted
output file.

Change-Id: Id34c8ca67e606a88da70fe9558b2811a716dcc47

Warn for type mismatch for gmx printf like functions 3/3

Add attributes for gcc (and compatible) and msvc.
And fix remaining issues.

Related #2570

Change-Id: I9b46559c2554404b309aa8710eb34ffa128d8cae

Remove sparc64_hpc_ace nonbonded kernels

Unclear whether they work after C++ change. No plans
to test them.

Change-Id: I5fe296ec34c51d0e9d0500eef3c6c7d5cd1b4a76

Add C++ version of t_ilist

gmx_moltype_t in gmx_mtop_t now uses a C++ version of t_ilist called
InteractionList. The interface of IteractionList and t_ilist match
such that templated code can work with either. Thus we do not need
to change all code that uses t_idef now as well.

Change-Id: I90b829dae874f38d52ec0ceb538342313b2f8dd9

Remove useless comments

Change-Id: I6df536841e9307491db8d3e9a529803724375d89

Eliminate main.h

This generic file had generic content and will create cyclic
dependencies if not broken up into logical units.

Moved replica exchange code to be alongside the multisim code that it
needs. Moved multi-sim communication routines to be where other
low-level and multi-sim communication routines are found. Added simple
Doxygen, while leaving a suppression and TODO for the main
replica-exchange routines documentation, which is not in scope for
this change. Converted a define to a constexpr and made the include
guards match GROMACS style.

Change-Id: I123231d56bfa9a699ddbd32fec0b055cf14d93e3

Warn for type mismatch for gmx printf like functions 2/3

Most manual fixes. Inclduing those with missing/extra
arguments.

Related #2570

Change-Id: I2046d323dad6420e61f47918b12aa538f4a6d4a0

Add SSE2 + double config

Change-Id: I751b4c4755d01ffd7aad08144dc2e5e3a1b96280

Convert vsite structs to C++

Change-Id: I164e78e981404df535d1115d5eaab399382924ae

Simplify add_suffix_to_output_names()

Use gmx::Path::concatenateBeforeExtension instead of C string
manipulation.

Change-Id: I3203bf43aa19d9eae93dcf58eb314591864c590f

Remove cpluscplus ifdefs

Also remove c/c++ bool check given that it isn't needed
anymore.

Change-Id: I8b1c34a5fe3130c1a2754eed81815fa36020bd89

Fix clang-tidy warnings for OCL

Change-Id: I2f794a2209f355c0b3ee67623360724d96982458

Convert DD gmx_reverse_top_t to C++

Note: thread_work_t will be converted to C++ in a child change.

Change-Id: I629016caebc7c6a0149471647a7fc9110ba01e27

Fix SSE4.1 after change to C++

Change-Id: I1450c97c5594df37e38cb2e6586db2f23e1fcae8

Replace C-style library file handling with RAII approaches

Avoids and fixes leaks of filename strings and file pointers, in
normal and exceptional cases. Also cleans up some possible mismatched
file open and close routines.

Introduced a new header to declare the new smart FILE-pointer type.

Minor fixes to doxygen.

Change-Id: Ia7fcf5c93f2b91a6540cdd3d0e710a787960af98

Improve DD logging

Many info and warning-level messages are updated to use the existing
logging and/or text wrapping infrastructure, following the policy of
level messages are used. Messages about DLB decisions was downgraded
to information level, because users are not expected to react to them
and they are not critical.

Extended some of the infrastructure to suit the needed use cases.

Fixes #2636

Change-Id: I6d39dc41d23fe3e0ed8ee51d326c8d2264112b1f

Compile nonbonded kernels as C++

Remove extern "C"

Change-Id: Id6843c53bca8246ce8d7229198e8307e0c6bdeca

Added option to gmx nmeig to print ZPE.

The Zero-point energy is a fundamental property of compounds
that can be computed simply from the vibrational frequencies.
Since we have all that information available in gmx nmeig we
might as well compute and print it.

Added some comments about units for doxygen output.

Added warning for unphysical frequencies.

Change-Id: I8914898f56bfe39a2b8f0fb3ad9df9e22eaa61bf

Replace readConformation with TopologyInformation

Removed that function and renamed its source file to reflect the only
remaining contents.

Refs #1862

Change-Id: I6616ab8930a90d33ac4a836f97c30f6bea40e29c

Added trivial const qualifiers

Const qualifiers were added to function arguments. No changes were
made inside function bodies, except for adding const qualifiers to
convenience references within functions. These changes help the
development of a MD state object, as they reflect more clearly where
write access to data is _really_ needed.

Refs #2616

Change-Id: I779b4dfed2fbd0ad129e226c9b535ed97a8bb01f

Initialize total_vir and pres in init_md

There's no reason these should be treated differently than other
matrices like force_vir and shake_vir.

Change-Id: Ie0bbef63c9a2a67683f500217ba7c9a72b253452

Remove const from pointers in t_filenm.

The const char pointer members of t_filenm were themselves const,
restricting the ability of t_filenm objects to be assigned or passed
by value. If the pointer members should not be updated, the variable
holding the t_filenm object can be marked const, so this change removes
the const-ness of the pointer members.

Change-Id: I1c405b390c5399604cf66ca5818fdac630ffde8e

Replace rounding using int(x+0.5) with roundToInt

Enable clang-tidy misc-incorrect-roundings

Change-Id: If448e37ad86c01a38e7a4951f3cb42a3b4cd1f12

Add roundToInt

- Leaves the rounding of halfway cases implementation defined.
  Reason: It simplifies implementation and has no impact for
  anything where the input can have at least 1ulp error.
- Uses rint(f) because it is optimized in all commonly used
  compilers avoiding the use of intrinsics.

Change-Id: Id01c2a37d3e1c5000858e78332fa72beb5b3b58d
Fixes: #2562

Change TopologyInformation implementation

This changes TopologyInformation so that we will be able to use it
also in the legacy tools, providing a better migration path for them,
as well as making progress to removing t_topology and a lot of calls
to legacy file-reading functions.

It can now lazily build and cache atom and expanded topology data
structures, re-using the gmx_localtop_t type (intended for use by the
DD code for domain-local topologies). The atoms data structure can
also be explicitly copied out, so that tools who need to modify it can
do so without necessarily incurring a performance penalty. All these
are convenient for tools to use.

The atom coordinate arrays are now maintained as std::vector, which
might want a getter overload to make rvec * for the legacy tools.

Added tests that the reading behaviour for various kinds of inputs is
as expected. Converted lysozyme.gro to pdb, added a 'B' chain ID,
generated a .top (which needed an HG for CYS) so updated pdb and gro
accordingly. Some sasa test refdata needed fixing for that minor
change.

Provided a convenience overload of gmx_rmpbc_init that takes
TopologyInformation as input, as this will frequently be used by
tools.

Extended getTopologyConf to also return velocities, which will
be needed by some tools.

Adapted the trajectoryanalysis modules to use the new approach, which
is well covered by tests.

Refs #1862

Change-Id: I2f43e62bc2d97f5e654f15c6e474b9b71d7106ec

Remove macro for group type in topology

Change-Id: Iabb199c321af21061f0e94c0bac20c352957e3a6

Fix grompp memory leaks

Change-Id: I845565e6beca036ea15db21c03ad69bcda553acc

Minor fixes to GPU build system

CUDA_FOUND is set by the find module, and should not be managed by us.

If CUDA hasn't been found, FindNVML can't be creative about finding
NVML, but if the user has set things up in other ways, NVML can still
be found.

We need all three of the outputs of the detection, so all three should
contribute to whether we run the detection code.

Change-Id: I3c528f5d4eacd4556c292d262b2b73ec7e32ada4

clang-tidy: override

Change-Id: I3767d2a1117b525d9284a32935a4e8bb3ab337af

Check q perturbation when PME on GPU is tested

If charges are not perturbued allow running PME on the GPU in
FE simulations.

Refs #2054.

Change-Id: Ibc610cb63afaadf4aa97608b8e03b6906fe2d026

Separate simulation database used in tests

Change-Id: Id76b6cf1438b5b432ec51e98d2ce170bba01caa2

Simplify Allocator

Remove all unneeded functions. Most of them weren't needed
with C++11 which requires all usage of allocators to go
through the allocator_traits which provide the default
implementation.

Change-Id: I37fb298c575fa5b09e5a6a1fdf4e7ff390eaec7a

HostAllocator: Remove unnecessary template

Change-Id: I097f8318222fedf749cf911f48fca2b11a0ac5c1