Move functionality to mdrunutility

This lower-level module needs to acquire more content from mdrun as we
evolve a more levelised design. This change premptively resolves
several cycles that would be introduced by consolidating restarting
handling into mdrunutility/handlerestart.cpp.

Moved multi-sim related bools to its header, rather than commrec.h.
Several functions did not need to be inlined, as they were only
used during set up and tear down.

Made a few routines in even lower-level modules be passed the
boolean parameter computed from cr and ms, rather than being
passed it themselves.

Change-Id: I4a1721eaf7cbe08155110782a6680785091504db

Improve X buffer ops kernel

- Added restrict qualifiers
- Simplified code and converted to vector load/store operations.

Change-Id: I76e4b954b4ef045f299a8496b4975497720f4b89

Added more quotes

Lazy Friday evening entertainment.

Change-Id: If26bd56b178510224b4c24b63124fcd413e6ee42

Fix typos regarding GMX_PHYSICAL_VALIDATION CMake variable.

Variable was misspelled in CMake messages.

Change-Id: I5cddd249a8d4ee6c32fc89ba01143f068c319af3

Use Python 3

This updates the Python scripts shipped with GROMACS to use Python 3.5+.
Most changes done are either due to `__cmp__` not being available in py3
(replaced by `functools.total_ordering`), py2-iterators being replaced by
py3-iterators, or print statements being replaced by functions.
Additionaly, some changes in the Cmake files were made to select the
different Python version.

All python scripts having an explicit `#!/usr/bin/env python2` as a first
line were checked and updated. Larger changes were only needed for the
documentation scripts, other scripts did not require any changes. Scripts
not explicitly using shebangs were also checked, but no changes were
needed. The following scripts were not touched:
- all scripts under tests/physicalvalidation/ (already py3 compatible)
- all scripts under python_packaging/
- scripts/make_gromos_rtp.py - this file is not valid py2.7

Refs #2615

Change-Id: I2edbe213bc6401563934ce56f5fd6a39886d3095

Make all do_force_lowlevel() input const

Change-Id: I6db7dda98c169aed5f253ab48f1ac62bf64a2ea9

Update infrastructure needed for restart rewrite

These changes are things that might be generally useful, and are
planned for use in refactoring of handleRestart.

Change-Id: Ic1ac5c2cb7e778808cdc40afbee59d26a6f52792

Clarify the EnergyOutput I

The EnergyOutput::printStepToEnergyFile(...) method is responsible
for printing the current and average thermodynamic quantities as
well as anealing temperatures. The swich between what is printed
is done by passing enum argument to the function. Different
values of this argument lead to diferent, almost non-overlapping
code paths. Hence, it is natural to split the function. The
follow-up patch will make these into separate methods of the
EnergyOutput class, thus eliminating enum argument and making it
more clear what and how often is done.

Change-Id: Ifde9098cdddf85bc663f2943b2ee8778bc72a3ac

Fix math formatting in reference manual

Change-Id: I87e4d4103e45562ce5395add18dcca8625a64b62

CUDA version of Leap-Frog integrator with basic tests

Part of the GPU-only loop. Curent version is as a stand-alone module,
with its own coordinate, velocities and forces data management.
To activate, set environment variable GMX_INTEGRATE_GPU.

Limitations:

-- Only basic Leap-Frog is implemented.
-- No temperature control.
-- No pressure control.

Refs #2816, #2887

Change-Id: I439d7f5fd4f69a17ca7aaa412e242ce5e3aa5dbd

Position buffer ops in CUDA

On all but search steps the buffer ops transform can now be done on a
CUDA GPU. If PME runs on the same GPU the already uploaded coordinates
will be used as input.

Activate with GMX_USE_GPU_BUFFER_OPS env variable.

Note:
-  waits for X copy on the PME stream to finish, need to implement sync
   point between PME and NB streams (in follow-up).

Implements part of #2817

Change-Id: Ib87dabd74a02727898681249691ac9786b8ac65c

Remove more manual memory management

Changed another virtual site preprocessing type to std::container and
added some documentation for types.

Refs #2833

Change-Id: I24e84bdb18e46f2cff710a1ca2cb0e1d4b80e633

More Python testing infrastructure for gmxapi.

* Add and improve test fixtures.
* Generate MD input files for tests.

Refs: #2756
Refs: #2896

Change-Id: I15ac8e44844cbf699cfe362e2fa443d07a355b3d

Add gmxapi._logging submodule.

To rearrange import statements and module initialization code,
a private _logging module is introduced to initialize the
Python logging module and to provide gmxapi.logger.

Change-Id: Ifc13db35df300d10500d4ced80fc84684bea2c0c

Update I/O handling in gmxapi.commandline.

Change-Id: Ic0506ac3df91b7a5e234242fb6dfdd0ce4796027

Expand gmxapi.operation tools to support the data flow constraints.

Achieves functional requirements 1, 2, and 3 as described
in the documentation submitted under #2893.

Updates some acceptance tests duplicated in a companion change.

Fixes: #2894

Change-Id: I26b1413c83e3ad176f2fd70f93e8b8e1033667ae

Fix formatting and typos.

Resolve some typos from earlier rebase.

Rearrange imports, dunders, and white space for better PEP8 compliance.

Change-Id: I14319b7882e17937f92951339a5caf9bc454cf4d

Support basic command line wrapper in gmxapi

Introduces gmxapi.commandline module and updates gmxapi.operation
to support gmxapi.commandline.cli() operation.

Ref: #2894

Change-Id: I9f6c113f21d3a1ce97184a1e48b8bd4856c5c924

Provide hook for forks of GROMACS to describe themselves

This will help everybody understand which version of GROMACS is being
used because a description ends up in the log file.

Change-Id: I2ddd4def5b2a3768174a6b0ccc284cbc118906a1

Provide better help for using libc++

This is now the actual cmake option required

Refs #2842

Change-Id: I1ab4676b0e01d65ba8df736b78eeb3c676cdc4ea

Fixing minor memory issues in MDLib

1. Changed to PaddedVector in SETTLE test
2. Added GPU memory deallocation in CUDA versions of
   LINCS and SETTLE.

Change-Id: I3dc8207f8e84f52bfde3f99b144cc44f91f65ee5

Improve how mdrun -noappend names output files

Fixes a bug that could lead to names like md.part0001.part0002.log

Change-Id: Ic8f16f7f77e98e1506d7eec2dfc336e808c2d00c

Remove PME exclusion correction

Now the group scheme has been removed, ewald_LRcorrection() no longer
needs to correct for exclusions, which simplifies the code.
Also restructured the conditionals for the PME calls in
do_force_lowlevel().

Change-Id: I518f7929460e7209780b967bd612e4b83c14831d

More tests for how mdrun -cpi restarts handle files

These tests clarify the behaviour of mdrun -cpi -noappend. It should
append ".partNNNN" to output files, but it is currently possible to
produce output files named like md.part0001.part0002.log

Added some unit tests around the string-handling behaviour that needs
fixing and left TODO comments to show what issues need fixing.

Reduced use of the deprecated mdrun -nsteps option

Refs #2804, #2829

Change-Id: I7e370b835d6fd3512fcaac575d0ff627b33c6e47

Add outputadapters (2/3)

Add outputadapters based on IOutputAdapter that can be used to set the
box information in the t_trxframe, and toggle the settings for including
forces and velocities into the t_trxframe.

Change-Id: I13c637ab5e6f7e008a971798a5573f8ee1314667

Replace t_grps with std::vector

Refs #2833

Change-Id: Ia1f156fec4c6c24f4c29a792e384668d835416f0

Convert manage_threading_t and gmx_enerdata_t to C++

Change-Id: I75fd6e0b8f217461f328690d168f61d5b45239cf

Add outputadapters (1/3)

Add outputadapters based on IOutputAdapter that can be used to set the
number of atoms written to disk and control the addition of the t_atoms
information to the processed t_trxframe.

Change-Id: I0084a1566024f0a56f72eab031f927d342f42b30

Infrastructure updates for dependent changes.

* Introduce gmxapi.exceptions.ProtocolError.
* Add some pytest configuration and helpers.
* Update some comments.

Refs: #2893

Change-Id: I71030c3b552d568df7263115430631208812b9dc

Use test with parameters for EnergyOutput

Some of the energy terms are printed out only if the specific
combination of thermostat/barostat/integrator is enabled. The
output also considerably different if it is from a rerun. This
commit changes the tests so that several possible combinations
of input parameters are tested.

This commit also fixes a possible bug when having more
acceleration groups than temperature coupling groups would
lead to under-allocation of temporary variable tmp_v.

Change-Id: Icc08e49a428b14ffd62d251662eb96184564b2c4

Add builder for TrajectoryFileWriter

Adds builder method and storage for requirements on how to build an
object with its outputadapter methods.

Change-Id: I1b52e0cbb0bc39d8d1a78087a0526dcee8f8c289

Change nbnxm FEP pointer to unique_ptr

This fixes an incorrect delete issue in free energy runs.

Change-Id: Ib247c6eaa98807fe3abe2fcefd09d8509d6b8598

Enhance path search functions

Extracted common implementation functions based on compat::string_view
and simplified the uses of them. Some temporary strings are no longer
created. Added, updated, and corrected Doxygen. Removed comments about
dot and dot-dot special directories, as the code does not do anything
about them. Moved some naming in the direction of C++17
std::filesystem::path.

Added new tests to cover the changes. Used namespaces better in the
test file. Used reference data for the tests.

Eliminated getParentPathAndBasename as redundant.

Change-Id: I11a1a25a257da753ca83f5bdd09d06b11c76cec5

CUDA version of SETTLE algorithm with basic tests

CUDA-based GPU implementation of SETTLE. This is a part of
all-GPU loop. Can work isolated from other parts of the code
since coordinates are copied to (from) device before (after)
SETTLE kernel call. The velocity update as well as virial
evaluations can be enabled.

To enable, set GMX_SETTLE_GPU environment variable.

Limitations:
1. Does not work when domain decomposition is enabled.
2. Projection of the derivative is not implemented.
3. Not fully integrated/unified with the CPU version.

TODOs:
1. Multi-GPU case.
2. Better virial reduction. This is a more general feature,
   not only related to constraints.
5. More cleanup in constr.cpp needed.
6. Better unit tests.

Refs #2816, #2886

Change-Id: I218e1bf1f86a2351e189e3c27f950f45c06135a4

Test the output of "gmx mdrun help"

As we migrate mdrun to use the gmx::Options framework, several chunks
of text and many option descriptions will move to their respective
modules. However users would prefer the output of "gmx mdrun help" to
only change in ways that we as developers expect.

This will also provide a stable path towards e.g. implementing gmx
minimize, gmx tpi, gmx rerun, etc. and having the help text relevant
only to that runner. It may also be useful if in future we structure
mdrun modules to write their help via e.g. "gmx help mdrun pulling".

Change-Id: Iccd07f797004d8ff24eb56ca528a3fe9148b6749

Add con/destructor for t_forcetable

This avoids the need for sfree calls in C++ objects that use this.

Change-Id: I21d6867a9e3c84929ecf472e65ee97b3cf7c4846

Convert DispersionCorrection to a class

This change is only refactoring.

Change-Id: Ic6d90a26b485ab1546706bf8f419d7a297c7c7b5

Fix for the CUDA version of LINCS

This fixes a couple of Jenkins Post-submit failures:
1. Clang warnings in the CUDA portion of code.
2. New CUDA LINCS failure on the host with CUDA, but without
   capable GPU.

Also done is minor renaming and typo correction.

Change-Id: I4f1d89d4bf5a6f3f0083186cb67787cdf6536bb9

CUDA version of LINCS constraints.

Implementation of the LINCS constraints for NVIDIA GPUs.
Currently works isolated from the other parts of the code:
coordinates and velocities are copied to and from GPU on
every integration timestep. Part of the GPU-only loop.
Loosely based on change 9162 by Alan Gray. To enable,
set the environmental variable GMX_LINCS_GPU.

Limitations:
1. Works only if the constraints can be split in short
uncoupled groups (currently < 256, designed for H-bonds
constraints).
2. Does not change the matrix inversion order for costraints
   triangles.
3. Does not support free energy computations.
4. Assumes no communications between domains (i.e. assumes that
   there is no constraints connecting atoms from two different
   domains).
5. Number of thread per blocks should be a power of 2 for
   reduction of virial to work.

TODOs:
1. Move more data from the global memory to local.
2. Change .at() to []
3. Add sorting by the number of coupled constraints to decrease
   warp divergencies.
4. numAtoms should be changeable (for multi-GPU case).

Refs #2816, #2885

Change-Id: I3c975cf898053b7467bcd30459e60ce2c8852be6

mrc density map reading/writing

Add a class that combines header and mrc data handling for float values
to enable reading and writing of mrc files.

refs #2282

Change-Id: Idd84ab2628a52a2fcafb6121ad66f62e88235c74

Three dimensional coordiante transformation.

Introduce class that transforms three dimensional coordiantes via scaling and translation.

Change-Id: Ic433400cf42c33d7eadd4a17020d0486542b8542

Add C++ coordinate file writing method.

TrajectoryFileWriter also allows the chaining of modules derived from
IOutputAdapter together to perform actions that modify the meta
information contained in a t_trxframe before writing the information to
disk.

IOutputAdapter can be used to communicate what requirements a specific
file writing method has on the meta information contained in t_trxframe,
with modules being able to proclaim those and TrajectoryFileWriter checking
them against the requested file types before accepting the addition of a
module to the processing chain.

The TrajectoryFileWriter object needs a builder method to construct itself that will
be added in a child change.

Change-Id: I1c29701b4ce788918cb6b3a47ca9277898a7bff4

Fix clang warning about NULL use

Change-Id: Ia34e401bf04f1743419898fdb60671d3f066992f

Avoid using AtomLocality::Count as a valid value

Change-Id: I740eef01e679f085a9f73c60a67377e0122daba4

density fitting forces

Evaluate forces on atoms that increase a measure of the goodness of fit to a reference density.

The density fitting forces are evaluated as the gradient of the goodness of fit of a comparison density is generated from atoms by spreading on a grid via a Gaussian kernel to the reference density.

Applying the chain rule for this gradient yields the density fitting force as the inner product of the derivative of the comparison density to reference density goodness-of-fit function at all density values and the gradient of the spreading kernel used to simulate the density.

This patch assumes that the comparison density to reference density goodness of fit derivative density is given, methods that aid the evaluation of this derivative density are part of a child patch.

refs #2282

Change-Id: I4d93fffbdb41753f9a0a4af921011aca02ade69c

Improvements for energy output test.

EnergyOutput handles outputs to the text log file
as well as to the binary edr file with the number of
the printed energy terms determined by the simulation
setup. This commit adds the tests for the binry output
and increases the number of tested energy terms.

TODO Proper fix for memory leak in energy output.

Change-Id: I670b168a83c0a1883b821a4b317c0df3055183e8

Add Interface to change coordinate file info

Adds the IOutputAdapter interface to organize coordinate output file
writing, as well as enum flags to communicate requirements between output
modules and output filetypes, as well as the outputadaptercontainer storage
object to keep track of modules derived from the IOutputAdapter
interface.

IOutputAdapter can be used to communicate what requirements are specific
file writing method has on the meta information contained in t_trxframe.

Change-Id: I0011c852eb54bd551230dd8c4971292dd4edc7e5

Update style guide about class enums

Change-Id: Icf6ddde8ce030bd5ed737152a8c58daad87ff991

Fix CUDA fallback shmem gather reduction

Fixed some shmem races and an intra-warp WAR hazard.

Change-Id: Ic02874f147e1c3a0dad1b67a6464ede453f77c47

Clarify pushing of interaction types

gcc was warning about possibly pushing atomNumber to a vector when its
value was not defined.  That was impossible because of the gmx_incons
earlier, but we can express the validity of the code much more clearly
to the reader/compiler.

Fixes CMAP implementation also

Extracted the common code to a function.

Change-Id: I74be61b125e05ff5505162440349fcef4ea50fdb

Updated clang -Weverything checks to clang-7

This is supposed to be used with the latest tested clang
compiler. That is now clang 7, but the logic is hard-coded to clang 6,
which is why some things only failed in post-submit testing where we
have such a compiler for the clang-cuda build.

Fixed issues only found with clang -Weverything.

Also fixed those found with clang-8, but as we do not yet use that in
Jenkins, they're commented out for now.

Change-Id: I83be1cb770d486cc81a453d4911361f06a056ce3

Three dimensional gauss transform

Added class that adds gaussians functions with specified
amplitudes and coordinates onto a three-dimensional scalar field.

Change-Id: I07ea2cdd219b34afc402975a0b0e8a52eb71acaf
refs: #2282

One dimensional Gaussian function on lattice.

Evaluate a Gaussian of width sigma in one dimension on lattice points with unit spacing.

refs #2282

Change-Id: I57a513f05af44323e7109c4560438dc023793c4c

Remove nbnxm kernel type from pairlist generation

The type of kernel for computing distances between atom clusters pairs
is no longer set directly by the non-bonded interaction kernel type.
A new type is added for this, although the actual choice of cluster
distance kernel type has actually not changed.
Also moved the declaration of PairlistType to pairlistparams.h.

Change-Id: Iaf38ca7804eed75295e6cb0e1176a23d620c6f0c

Remove charge groups from domdec and localtop

Code explicitly handling charge groups has been removed in the domdec
module. Removed the charge groups from gmx_localtop_t.
Changed cginfo in forcerec to std::vector, which propagates into
the nbnxm module.
Parts of the TPI code are now commented out until reimplemented.

Change-Id: I9d3bffe26e34ebbb8e31ef97a9a7f1e0bea92306
Todo: Change naming from charge group to atom.
Todo: Remove duplicate counters for atoms and charge groups.

Fix warnings & consolidate declarations

- Unused variables warnings with cuda 10.1
- Early declaration of kernel pointers eliminated

Change-Id: I7c8ca06322a3da9c948cc19d6b0b0f6a53f16beb

Create gmx::compat::optional

This C++17 std component is an extremely useful vocabulary type that
has a straightforward implementation in C++14. Having it available is
likely to mean we can write simpler, less buggy code in less developer
time. It should be used in cases where the absence of a proper value
has an obvious natural interpretation, e.g. the type of the return
value of a function that parses an integer value from a string, or
searching for a matching element in a range, or optionally naming
a residue type.

Updated developer guide and COPYING file accordingly.

Used compat::optional for some aspects of residue handling. This
simplifies some code, and sometimes avoids needing to make a dummy
residue name string that then needs to be compared with other strings.

Let .clang-tidy file's header management apply to source fields for
test binaries.

Excluded the external code from Doxygen checking. Noted where to go
for documentation in the file Doxygen.

Fixes #2861

Change-Id: Ife34983f234549702902a0ea45dc3592098e377d

Move pull work struct out of inputrec

Its lifetime is now managed by runner. This will make high-level
organization more comprehensible, and permit more meaningful
const-correctness of t_inputrec.

Change-Id: I66bf765ad7235d84184227325eb52afd58146b72

Improve swapcoords session lifetime management

This is no longer stored in the inputrec (which is now more
const-correct), and it is also now be cleaned up in one place.

Change-Id: I4d3c3ebb8124849cf7e13334759fda731370c1bc

Update clang-tidy to check for dangling references

Change-Id: I4a720ee29dddcb0778f88aaa3b1057c61d319036

Fix pdb-related issues

In editconf, if a PDB input was read, chain IDs are known, and should
be written if the output is also PDB. This now works again, after
being broken in commit 8dd3c9ae88004054b3.

This required adding missing tpr support to readConfAndAtoms(), which
also fixes that pdb2gmx, insert-molecules, and solvate could not read
tpr files. Those are the only tools that directly or indirectly called
readConfAndAtoms with a .tpr file.

Fix in master also closes memory leaks.

Refs #2900

Change-Id: I883777be945023a7e69260b22e76df54477828ee

Remove group scheme search code

This also required removing the generic group kernel code.
Removed domdec group scheme sorting code.
Also removed the nbnxm grid size call from the domdec module off it
turned out the results were not used.

Change-Id: I1a49967bbeca33dcd62834e8a244aaf02e80a95e

Simplify vsite PBC handling

Since we no longer support charge groups, removed the (complex)
vsite pbc tracking code.
Also changed the inter charge group vsite counting to inter update
groups counting, so we can avoid PBC calculation with update groups.

Change-Id: Iebaee9a25e761d38c571563fd0814b57e15c7e5f

Move shellfc code to the mdrun module

This code was previously in mdlib and made use of the force
calculation routines. The introduction of the forceschedules
module (Patch 9363) introduces a cyclic dependency.

Therefore, this clean up is important to ensure that all
users of the Force Schedules are present in a single module.

Related: #2574, #2774

Change-Id: I19563f0f6e7985d198a2497a799c5377b24a1419

Enable printing of known issues in commandline

Showcase in gmx dump.
Added test for it.

Change-Id: If1e70cc3b1a9c73a9483ba643a979edb2838d6a5

Create gmx::compat::string_view

This part of the C++-17 std will likely help in cases we want objects to
store views to std::strings instead of performing a copy of them.

Updated COPYING instructions and developer guide.

Excluded the external code from Doxygen checking.
Noted where to go for documentation in the file Doxygen.

Change-Id: Ibc75f32929d385159d27d0b7ba87f2133995e915

Fix post-submit

Change-Id: I203647ed9ac70c99d188d29223a3a4141d3d4533

Reduce nbnxm CPU kernel arguments

The number of output arguments for nbnxm CPU kernel functions
ave been reduced to one.

Change-Id: I4d69d848b490dced6007400f8f8fae0ff0638f63

Simplify nbnxm shift force handling

Now thread 0 also stores the shift forces in the out thread buffer
of nbnxn_atomdata_t instead of using the global fshift buffer.

Change-Id: I8c850ffc2d55db1cd7b34c1a18977f73e5cb77b0

Move functions operating on enerdata out of force.cpp

Change-Id: I20165ac5b2a34fcb80db8c7624adb57b4b542df6

Simplify nbnxm buffer clearing

We should not pass both the output index and the buffer to the clearing
function.
Also templated the flagged clearing in preparation for use for clearing
other buffers.

Change-Id: I0fdb8eb0ba9ab5766e9d6ba57804783a87163cd4

Remove RF_excl_correction()

Was only used with the group scheme. The RF correction is computed
along with the non-bonded interactions in the nbnxm kernels.

Change-Id: I1451493faa7fafb7cddf508d396b0bd06cf70272

Remove "coarse load balancing vars" from forcerec

Legacy timing code dropped during cleanup.

Change-Id: I4a3d0f69d926973c6269df15eea8b448539c54d4

Refactor t_pindex

Also change naming of containers for interaction types to better reflect
what is actually stored in the container.

Refs #2833

Change-Id: I581fb2a436528c00770b98ba6e5d45af7c7d9a0c

Group scheme related cleanup

Removed:
- SR force calculation invocation
- LR correction invocations
- SR free energy component accumulation

Minor cleanup.

Refs #1852

Change-Id: I4e22986279039a0f49a5a8be3c447f4115308492

Removed mdrun -gcom

This was previously deprecated, and is now removed to make the
behaviour of mdrun simpler to understand and implement.

Renamed a function whose job was previously not to check a thing,
and is now clearly to compute something

Noted several TODOs to clean up behaviour related to nstcomm.

Refs #1925

Change-Id: I0b3a803fb209148e865957f796c871caef2f1fea

Remove Group scheme neighbor search wrapper

Change-Id: Id89aa1b7b38c918a120385d4f1a2c7bdba82fa7b

Fix for the memory access error in constraints test.

When SIMD enabled, some memory accesses can fall outside
the allocated memory space. Hence, padding was added for
coordinates and velocities.

Change-Id: I95fa496d398fef85c62aa0ee7e90ecda4dbb8daf

Die with helpful note in case of incorrect input to editconf with -conect

Previously editconf would give a cryptic error message
Assertion failed:
Condition: fio->xdr != nullptr
Implementation error: NULL XDR pointers
if -conect was specified and a tpr was not supplied.
This is now replaced by a fatal error

Change-Id: I69efc6d36c8dd8314b2656e88407e8ba00915fd7

fix formatting of editconf note

Change-Id: I628fc820a176fdc4b019e5819e6fa650842024d4

Start making IMD and swap model IMDModule

Moved MDModules to mdrun code module (to relieve cyclic dependency
that would otherwise result), because it is a very high level thing
that is intended to be aware of very many components.

Refs #2877

Change-Id: Ia7d1422bab887f768f8abed01edcbc4fb290dfeb

Add GROMACS library dependency to gmxapi package.

The `gmxapi` Python package has a C++ extension module configured and
built through CMake. This change links the C++ extension module to the
GROMACS library external interface.

No new code is introduced. This change just establishes that a Python
package can be built, installed, and imported with dynamic linking to
an installed GROMACS library.

Ref: #2912

Change-Id: I1c992c30132df25cf6a91902611cb201962649af

Use pybind11 to make a minimal C++ Python extension.

* Bundle pybind11 2.2.4 headers
* Create the `gmxapi._gmxapi` submodule as a C++ extension module.

Ref: #2912

Change-Id: Iadc8645906c2b89d98fae57b891deac80793b050

Reuse rvecs_differ in InteractiveMD module

Change-Id: I5dfbfc0c0934dc734045f41db8075ad5f1a0b635

Make ImdSession into a Pimpl-ed class with factory function

This prepares to make IMD into a proper module. No
functionality changes in this commit.

Replaced gmx_bool with bool

Used fast returns when IMD is inactive, for better
readability of code.

Refs #2877

Change-Id: Ibbe8c452f6f480e9a357fe1b87da3ab0ae166317

Reform IMD module

Remove GMX_HAVE_WINSOCK which was synonymous with Windows
support. Because that is somewhat risky, introduced CMake variable to
turn off IMD support. Reduced a lot of config.h dependency in
headers. Moved portability constructs to imdsocket source file.

Expanded testing coverage to be of both a minimizer and a dynamical
integrator. Switched the test case to be one that has some
interactions (because steep segfaults otherwise), and updated the mdp
settings to continue to work given the likely future directions of
mdrun.

Removed an unused method

Moved the ownership of the IMD session data structure out of inputrec
and its point of construction out of minimizers and do_md. This is now
done in runner.cpp, alongside other such construction. This prepares
for more use of MDModules. Set up the default period between IMD steps
in a different but equivalent way (since it works differently for
minimization).

Separated the inputrec boolean for whether IMD connections are
supported by the input from the run-time boolean of whether the mdrun
command-line arguments require IMD connections to be possible. Now the
inputrec is logically const with IMD.

Used logging framework for reporting, and noted future improvements as
TOD items.  Improved reporting in some cases where IMD sessions are
impossible.

Note TODOs for future improvements for renaming and restructuring.

Removed some useless inclusion of imd.h

Fixes #2913

Change-Id: I2b13dcdd9a0e69caba697f9dd2c928d94e1fb80c

Introduce gmxapi operations and basic data model.

Ref: #2894

Change-Id: I4e899e63287370fd2fdde89ddc1b2ea39c3fe67d

gmxapi 2019 Q1/Q2 project roadmap.

Lay out project goals, functional requirements, and testing plans.
Provides roadmap.rst and pytest acceptance tests
expressing the required functionality of the Python package.

Ref: #2893

Change-Id: I71ec79eb5d8a6e4d61fb5d7d6e20176c9c07a6af

Remove stale "TODO".

Refs #2839

Change-Id: I927ee73fc9c6ffa423d37fd4606654392cb8a1b8

Remove t_topology from two preprocess tools

Refs #2833

Change-Id: Ic842305579986910db8cc30313f74278239640bc

densityfitting - MDModule declaration

Declaring the infrastructure for running molecular dynamics simulations with
addional forces that are derived from densities.

Adds a IForceProvider for density fitting simulation that is set up with
its DensityFittingParameters that are in turn built from DensityFittingOptions.

refs #2282 #2901

Change-Id: I0732a78747582a6e23bba1e141d73c4cda421011

Revert "Temporarily disable ARM HPC compiler in post-submit"

This reverts commit d8d9b66ca33e423ca09079e5f9294ca872d61ca5.

Reason for revert: build slave software issues resolved.

Change-Id: I9f7c904152e4be951199c9fcdba00bd9d928f33b

Early exit from mdrun if group scheme is detected in .tpr

Fixes #2918

Change-Id: I37566623c3ed4613f8b4e69f9f74882656772d1d

Remove isPressureCouplingStep(...)

The isPressureCouplingStep(..) subroutine is called from places,
where the type of barostat is already known and then checks for it
again. Removing this subroutine eliminates the double-checks and
improves readability of the code.

Change-Id: I5bbb0706432e16414097e87e4e0d302f669ab83f

Update developer guide for changes to Gerrit

Change-Id: I2fad9ad5dfd0fb4536520529706d6dbaaca5d5d9

Remove isTemperatureCouplingStep(...)

This subroutine hides the checks on whether the temperature
coupling should be updated, making it harder to read the
sequence of events in the main loop. Also, the subroutine is
used only twice and both times some of the conditionals are
double checked (e.g. is Velocity-Verlet integrator is in use).

Change-Id: Idb4196c2f81095c09426b2798e79d2beea4f306e

Initial deactivation of group scheme.

mdrun now gives a fatal error with a group-scheme .tpr, so anybody
using one won't get a segfault.

do_force now only has one implementation, which suits those working
on improved force calculations.

More removal of inactive code will follow later. Noted TODO to fix the
release notes properly in such a commit.

Refs #1852

Change-Id: I3b13135565951f4d7f872ddf3b8518860eccfdb0

Fix post submit

Change-Id: Ia45a8e1154c0d5ddd94155ddb7907c0290d13866

Refactor gpp_bond_atomtype

Refs #2833

Change-Id: Id17a93c9cc4a66b0bf89c465d2d44601fe2c523d

Add std::string case insensitive compare

Add another function for std::string case insensitive
comparison over a user specified length instead of
comparing the full string.

Added tests for functionality.

Showcase in preprocessing.

Change-Id: I1f117261ce56ad7c6bc5e5113da1fef705cf8aa6