Merge branch release-2018

Some meaningful conflicts in init_multisim associated with multisim
fixes and clarifications in release-2018 combining with reorganization
in master branch.

Preserved the master-branch pre-submit matrix, since all branches have
separate changes that cope with gpu_id=2 no longer being valid.

Change-Id: Idefe4f1ec3bbbc76dfedf03a81abef8233328de2

More gcc-8 fixes for POWER

Fixes #2421

Change-Id: I43c13df3a217d0f2154dca0ef215efd9cd27474a

minor fix to flag strings for gmx potential

Change-Id: I2dadc8d74888dc2ebcd4fcf71e275c21fdd23cd6

Updated to prepare for 2018.2 release

Change-Id: I1c72e8a3ac1b6b2e29b39c2d52bad5b87a884912

Added cool quote.

Change-Id: I89d86d788f45f0d9124f5d00133709de83a73f38

Renamed entropy.* to thermochemistry.*

This is a content-less patch to get the renaming history
correct in git.
Change-Id: I34f1d15f2e9136962b1718a60863b3b20a66fda5

Version 2018.1

Change-Id: I3285c77fc557c1a6f34796c4bfb4843846b0d8a5

Merge "Merge branch release-2016 into release-2018" into release-2018

Update release notes for 2018.1

Change-Id: Ia60d523647e1915856ae3b00a0cb9eacd939fc56

Merge branch release-2016 into release-2018

Conflict in pre-submit matrix, kept 2018 content that already
has the same logical change made.

Change-Id: I40b2db8d149388bed07471fcdb8082b0fc92b9b5

Document matrix_convert function in PBC

The brief documentation was in place, but the documentation of the
function parameters was missing. This patch adds it and also fixes
incorrect Doxygen syntax at pbc_dx_d.

Change-Id: Ic897911bf4b8866bb7c4dc3aea982493cc03874c

Fix gmx dump AWH formatting issue

A comma was missing in the list of AWH checkpoint entry string
which caused the naming to be messed up in the gmx dump output.

Change-Id: I85d0722236f3f9559c1117fdcee39766d04b424d

Update use of gpu_id in Jenkins

We plan to remove one of the GPUs from the slave that had three, so we
need to update the testing configurations. The new configuration might
balance load a little better.

Refs #2408, #2410

Change-Id: I3b5d9c8702c021f0676ea3ca12f9e7f1d3317ed1

Disallow single simulation with multisim

To avoid many untested code paths, we, at least temporarily,
disable a single simulation with mdrun -multisim and -multidir.

Refs #2448

Change-Id: I9befdb677f3c77bcc6dc0c77abc3478f0b83ba8d

Update use of gpu_id in Jenkins

We plan to remove one of the GPUs from the slave that had three, so we
need to update the testing configurations. The new configuration might
balance load a little better.

Refs #2408, #2410

Change-Id: Ie253ef07998cf45c5fc2e118a5394f0817e66f75

Update use of gpu_id in Jenkins

We plan to remove one of the GPUs from the slave that had three, so we
need to update the testing configurations. The new configuration might
balance load a little better.

Refs #2408, #2410

Change-Id: Ia63cb701049a02ad86fdd9f9c03388cd11a14bcc

Clarify the mdrun GPU options docs

Refs #2359

Change-Id: If112077a59f875ffb1c689b2ac67dad7cdf2adb9

Add helper function to make a vector from an ArrayRef

This syntactic sugar makes it easy to make a vector with a copy of the
contents.

Change-Id: Ib51c8a1d88aee7ca35fe1715d6f094b60e90e0b2

Fix VSX SIMD with gcc 8

gcc 8 apparently generates different code for the former GROMACS
code, which seems buggy. See
https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1556989#c3
and https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=84907

Fixes #2421

Change-Id: I31492cd582b785cdfb42e8b999a165a7339ce4be

Only free topology when allocated

Fix trjconv so that the topology only gets free'd when it has been
previously allocated.

Fixes #2430

Change-Id: Idc9a4219d988e1794ef86f7cc79f0d00750394ca

Add a basic TPI sanity test

The floating point exceptions are for now toggled off
in the test body instead of mdrun itself.

Refs #2391

Change-Id: I41b584f4753b9b0e126256a94c1304f0a870aa73

Stop gmx_feenableexcept() from returning previous exception settings on Apple

This makes the function return value unambiguous.

Change-Id: I3e64e769b27fb0fa59b650d18b2fd099a9181025

Split off entropy calculation to separate file.

The calculation of the quasiharmonic entropy or the one
through the Schlitter formula has some popularity. In
order to allow computation from a normal mode analysis
as well as from a PCA (essential dynamics analysis) the
code was split off into a separate file. Proper documentation
and five tests are provided as well. Minor cleanups
were done as well.

Change-Id: Ic5e4feab6a304946947d6e69be75c06b46aff75c

Correct PMF sign error in AWH bias sharing

Recent commit 229c8f63 was though to fix a sign error in
the calculation of the deconvolution of the AWH PMF when sharing
the bias over multiple simulations, but this sign was misplaced.

Fixes #2439

Change-Id: I67ec06ff4d832a857467b58b362f9f6f88671aa8

Fix recent mdrun signaling bug

Recent commit e4deba12 accidentally negated the locality condition
for signaling checkpoint and termination in mdrun.

Fixes #2457

Change-Id: I1b7a4c26637766a44cad2581c9c9ec420aa4ab6e

Restore the lost mc_temp check in grompp

The expression for checking whether the reference temperature
is defined is moved into a helper function.

Change-Id: Ib331f52e8031a5e5d7c32234cfe936024c49ac28

Fix virial with external pull potential and MPI

When using an external pull potential with domain decomposition,
currently this is only used by AWH, the virial contribution would
be multiplied with the number of MPI ranks.

Fixes #2455

Change-Id: I61452fb9eca6e68fea3256cc25b39033a9c5d8e7

Improve inter-simulation signaling

Use a single boolean for controlling inter-simulation signaling.
This would have prevented issue #2447.
Introduce an inter-simulating signaling frequency. This both
simplifies the code and significantly reduces communiation overhead
for many simulations and/or many ranks per simulation.
Correct the terminimation step print with replica exchange.

Refs #2440 and #2447

Change-Id: I8ed50c5b11564d9a967bcacb15c4fcd3be05caea

Make a persistent physical node communicator

Rather than make and re-make this communicator multiple times for for
almost all common run configurations, build one, and keep it in a
place distinct from commrec (which has too many responsibilities
already).

Note that the master thread-MPI rank builds a fake one initially,
because MPI is not yet initialized, then coordinates to build the real
one with the newly launched threads. However that communicator is not
actually used until after the execution paths have re-joined.

Simplifies IThreadAffinityAccess while retaining the ability to test
the affinity-setting logic without requiring specific attributes of
the node. Note that some of the tests already required that a
particular MPI environment exists.

Change-Id: Ie0800b07a65f9579ddc8af8f418cd14b85671de7

Fix mdrun signalling with AWH bias sharing

The recent commit 717fd5b8, which should have fixed issue #2440,
disabled checkpointing and termination by disabled signalling
between AWH runs that share a bias.

Fixes #2447
Refs #2440

Change-Id: Ic80ea07cfa1bde1b31fa9d660f00492b794b000f

Fix COM pulling with external potential with #ranks>32

With more than 32 PP-ranks, the pull code could use only a subset
of the PP-ranks. This change forces all ranks to do pulling when
external potentials are present (currently only used by AWH).

Fixes #2441

Change-Id: I8501024b7961600ec79f3707e239ddf25525aa79

Fix pull bug with geometry=direction-periodic

When doing COM pulling with geometry direction-periodic,
the reference location needs to be used to compute the current
distance. This reference was taken from the previous step instead
of the current. In practice this only caused issues at restarts
when the distance was more than half the box length.

Fixes #2446

Change-Id: Ie0c0341ad8c6ce1e78951270cab27ecaf95d65eb

Add AWH fixes to release notes

Change-Id: I17531da77495367b0e62b4e0b0e912bbd16659f9

Add more const to uses of t_commrec and t_inputrec

Also removed some pointless struct keywords.

Refs #2423

Change-Id: Iacc008fb11a31646e798364e253de322c16ccaee

Require OpenCL 1.2

This commit bumps the requirement and removes OpenCL 1.1 API
compatibility support.

Refs #2438

Change-Id: Iaedf5fbdfd24a2d020983847815c2c21bac0f74c

Fix AWH ensemble checkpointing

AWH multi-runs with shared bias could terminate at different steps
leading to checkpointing from which continuation was impossible.

Fixes #2440.

Change-Id: I728c6aea9d030fcfad04efc6082309dafe3408bd

Fix AWH deconvolution when sharing a bias

When sharing an AWH bias over multiple simulations, the PMF output
was garbage due to a missing minus sign in the reduction.
Note that this only affected the PMF output, not the sampling.

Fixes #2439

Change-Id: I688cda045f5e757e58b392d64384705b3ac73a17

Introduce constrain_shake

Also move various functions and fields of general constraint code and
data to the SHAKE code and data structures. Made some use of inputrec
const, to suit later changes.

Change-Id: I09b7a719b58f8f8192762431edc139674eaf23ae

Fix clang 6.0 with CUDA 9.0

This enables clang 6.0 CUDA build for sm_70 and works around an issue
which seems to affect sm_37 support.

Fixes #2443

Change-Id: Ib9c52e4a3a8ac1e05e851c8166eec4a6b5df4825

Merge "Merge branch release-2018"

Avoid icc-specific -march=core-avx2 flag with gcc/clang

This change makes sure that the -march=core-avx2 icc-specific
optimization flag is only used for Intel compilers. It is not only
unnecessary for gcc/clang but also undocumented (and not proven to be
useful, actually potentually harmful with gcc <=6, measured 1-3% lower
perf.).

Change-Id: Ic2f05554ea6e460c53fa307fc1da3de1b6868e2f

Test gcc-6 and cuda-9.0

Change-Id: Iba9436d9629a404290eb02d897b8d48f2a77b5ee

Correct pdb2gmx -missing option

The help text for the pdb2gmx -missing option only mentioned
missing atoms, but when atoms are missing also bonded interactions
will be missing. Now bonds are mentioned in the help text.
Since -missing allows for missing bonds, it now also allows for
dangling bonds at termini (which can actually be useful in special
cases).

Change-Id: I8d7215691ffc7dbb49f41964af9639c01355d775

Fix memory leak in PME

Now pme_spline_work is freed.

Change-Id: Ia959a85929b794c94a2befcce455151be1b6eca1

Extend "Finding out how to run mdrun better" section

Change-Id: I76c75504ef505e2547861015eb20d6d6b1f31383

Isolate PME GPU spline parameter indexing in inline functions

This makes the spread/gather kernels more readable and allows
to change the spline indexing scheme much easier in
the future. Performance should not be affected.
More TODO regarding the spline indexing scheme is marked.

Change-Id: If735cccf2ce82f46b483c9ada6f309425c51f67e

Convert t_filenm to C++

This change is only refactoring.
Struct members opt and fn are now const char * const.
Replaced nfiles and fns by a vector of strings.
Removed, now unnecessary, copy and delete functions.

Change-Id: I7122f06e7264ad378022321b4c61acf1e3caabd6

Merge branch release-2018

Minor conflicts from separation of multisim from commrec,
and code movement in constraints code.

Change-Id: Id1fea8a7de0726e34eb2d43b2420b4753631f303

Fixed dvdlambda for SHAKE + FE

Garbage values have been accumulated to dvdlambda whenever SHAKE was
used.

Refactoring in 513813b514 removed the lam variable. Previously, it was
used as a temporary iteration variable over SHAKE blocks, but that
refactoring to use the main variable changed the logic of the
following loop.

Fixes #2434

Change-Id: Ia9642f50358ab31ec98f8317f7a1dcda8622a9f1

Make multi-atom TPI reproducible

Test particle insertion of molecules of more than one atom called
a rotate function with multiple random calls in the arguments. This
lead to non-reproducible results, at least when switching compiler,
since the language does not define the argument evaluation order.
Note that this issue did not affect physical correctness.

Change-Id: I9ab07566878f381f11284d813d9077fa90e68866

Add checks for non-null log file pointer in AWH

Mdp-option 'awh1-equilibrate-histogram=yes' and certain run setups could
lead to a segmentation fault due to fplog being null.

Fixes #2436

Change-Id: I0110325a8624c9d434af5eeeccace29814d40f2d

Work around gcc bug with group kernel tables

The LJ-only interaction tables for the group kernels were incorrectly
copied with the combination of gcc-6, AVX and -O3.
Since this bug replaced -1/(6 r^6), 1/(12 r^-12) by 1/r,-1/(6 r^6)
for odd table indices, this could not cause silent errors.

Fixes #2424

Change-Id: I021d4f2fe81bd635e6f02686118d661af8c444a6

Stop using custom FindOpenCL.cmake, per TODO

It was originally taken from cmake 3.1.0 and modified to produce
all-uppercase variable names (with OPENCL_ instead of OpenCL_),
so the surrounding cmake code is now changed to expect exact-case names.

Another (undocumented) modification was that it took into account
CUDA_HOME env.var. when searching for OpenCL, while standard cmake
only looks at seemingly less useful CUDA_PATH. This useful trick is
preserved by temporarily appending $ENV{CUDA_HOME} to CMAKE_PREFIX_PATH.

Change-Id: I5ca60f88e657b064fb6f98b268c2c48e10f00986

Correct the nbnxn_gpu_compile_kernels() docs

Change-Id: Ieb9d3fd8a55754f6fe04d66b49c1cead1cd4b7c8

Leave nullptr opt in t_filenm

File options that use the default extension of the file type by
setting opt=nullptr in t_filenm are no longer updated by
parse_common_args. Instead the (default) option name is looked up
based on the file type in the utilty functions.
This is preparation for converting t_filenm to C++.

Change-Id: I907c1e88f91ab2e524a72c03c27fd67ad641bc02

Add to the contributor section

Change-Id: I1642f1ca247cf0e11781af4848b74e3d0ebd5082

Fix cppcheck warning

Change-Id: Ib188b6da439d071a615158c4889b1a0f6edbda08

Make TPI use double precision exp

This makes borderline results reproducible with different
compilers (e.g. with MSVC).

Change-Id: I7b7c50c4f857b4fe2966f49a6ef685eab6598ff6

Fix AWH bias-sharing with parallel simulation

Sharing the AWH bias over multiple simulations only worked when
each simulation was running on a single MPI rank. Now parallel
simulations also work.

Fixes #2433.

Change-Id: I71f9069a31b033151c772aac84c9912d91b213a1

Detect AMD SMT topology

On AMD Zen the cpuinfo code detected hyperthreading but put all
threads on different cores in the topology. Now the correct
topology is detected using extended APIC.
Also disabled topology detection for non-AMD, non-x2APIC x86.

Fixes #2388

Change-Id: I194f3e09e669c20d1d62355a36be062e6cce264e

Fix mdrun multisim with separate PME ranks

When running multiple simulations using separate PME ranks,
mdrun would call MPI_Barrier with MPI_COMM_NULL on some ranks.
Note: no new release note needed, since this fixes a fix.

Refs #2403
Fixes #2431
Fixes #2432

Change-Id: I7fe96a15b5030dea3e093d12850f89f00ccc9f48

Moved and removed constraint code

No functionality changes here.

Removed code that was formerly called by the now-removed
combination of Andersen T coupling and constraints.

Removed crattle declaration from header, and moved its definition to
before the point of use, as normal for functions with file static
linkage.

Moved constr_r_max and support functions to constraintrange.cpp,
because conceptually the functionality is independent of which
algorithm implements the constraints. The current implementation only
works with LINCS, but that's because SHAKE and DD can't be used
together.

Refs #2423

Change-Id: I9e4fa1a4bb57118ca17c55f312103439b38190e3

Reorganized constraint code

Renamed constraints files after just their algorithm, not the original
programming language, which matches the test file that they
have. Separated header files for each algorithm with matching
names. Removed extern C. Minimized header dependencies. Removed
excessive use of struct keyword.

Removed some header declarations of functions declared static.

Refs #2423

Change-Id: If60ab052ae73ad981fa031c2db6b3e206b380f4c

Merge branch 'release-2018'

Conflict: multisim barrier handling in src/programs/mdrun/runner.cpp

Amended the test introduced in I16a3705a0d59a to exclude the implicit
solvent output which was disabled in Ib241555ff3d8e60.

Change-Id: Idf382c9c7ba92439097fcc9008cb9cc813daaab7

Fix GPU utils test

We should only attempt device-side work when we have compatible GPUs.

Fixes #2405 for CUDA

Change-Id: Idc28c7e89a5f08ee1d19943e3663385f2b23ff44

Change TNG file opening

Change to TNG file opening to return a pointer the same way as open_trx
does. This is needed in a follow-up change so that no memory is lost
there.

Also made sure it is possible to open TNG files if no input file is
specified, or if the input file is not of TNG type.

Change-Id: I47cf1625815e640b399ed5a0ed5bbc9a3ead6e1b

Permit define .mdp field to assign values

It is intended that the "define" .mdp field can set preprocessor
variables to values, but this got broken in some clean up. Added a
test to cover it.

Fixes #2392

Change-Id: I16a3705a0d59a912a8eb7bfad0b472f12d2dc377

Advice users on infinite output of TPI

Fixes #2416

Change-Id: I6202154bc2a24377d036e5c115f2c90b1c678dda

Organize for recording 2016-era release notes and add them

This hierarchical organization will make it easy for us to present to
users that there were two maintained release series at the time of
writing, while making available links to the releases notes of
unmaintained series, and having a straightforward path for migrating
the 2016 folder to the older folder and updating the appropriate
links.

In master branch, we will have stub .rst files in
docs/release-notes/major/ that we can fill out as functionality
changes, and movev to docs/release-notes/2019/major when we
make the release-2019 branch.

Changes to release notes in release branches will merge naturally.

Later, we can make sure that tarballs can have a useful plain-text
version built into them via sphinx also.

Change-Id: Ie35f90a616cb89727f5a9600389fdf228ecd03cb

Fix md integrator with Nose-Hoover coupling

When applying NH T-coupling at an MD step and no PR P-coupling,
the md integrator could apply pressure scaling with an uninitialized
or outdated PR scaling matrix.

Fixes #2418

Change-Id: I835db72776e7782ac044807961bb899e4f8c6c7b

Simplify mdrun tMPI thread spawning

During spawning of the tMPI threads in mdrunner, the mdrunner object
and filename pointer were copied twice. Now they are only copied once
and a const object/pointer is passed around.

Also made thread-MPI take a const argument to enable this and to
ensure correctness, as thread-MPI makes a copy of the argument pointer
for every thread which could cause problems without const.

Added an explicit MPI_Barrier after spawning, with documentation,
in preparation of removing the implicit barrier in MPI_Comm_split
in reinitialize_commrec_for_this_thread().

Change-Id: I31af8a8ff72aec28366c4aa20b357ed96bf95087

Enhanced docs of pimpl pointer helper

There are constraints on where the destructor can be defined, and
doing it wrongly can provoke confusing compiler errors.

Change-Id: I241d8713d5e9a74f17698397ef871784db9a7292

Switch pre-submit CUDA 8.0 test to 9.0

Noted in TODO to add a CUDA 9.1 + gcc 6 config.

Change-Id: I1e9e1a0bcd99237167335f475d65791f6059dbb3

Remove unused OpenCL debug buffer

Change-Id: I8f5f8a7f1b099f7cf7b058213dedb4d35e35c50c

Avoid aborting mdrun when GPU sanity check detects errors

A release assertion was added which assumed that the GPU
compatibility/sanity checks return with a clean CUDA API state.
Consequently, any run that encountered a non-success return value from
the CUDA API would abort the run instead of continuing the run without
using the GPU in question.
This change adds code to handle and issue a note on the error
encountered as well as ensures that the CUDA API error state cleared
at the return of the GPU detection.

Fixes #2415

Change-Id: I5d7ed59ef8e4052a75b51c9a526b8dcb465ff611

Remove cycle suppression

The dependency was recorded the wrong way around. t_state needs to
have a GPU-aware allocator, so needs to depend on GPU utility
functionality.

Change-Id: I4f67962a564cb6abdd83ba081e08a35fe27af6c3

Disallowed change of ensemble for checkpoint restart

Change-Id: I63a8330043fddffc9cfc98203f60d71497e6c2f7

Replace *_free_buffered calls by freeDeviceBuffer

Change-Id: Iaabd4b6655615294943254a29a65507af7567ade

Merge branch release-2016 into release-2018

Change-Id: If1c8c37bbfc44ae383999b828d1dfea4cf67d1ea

Bumped patch version for next release

Change-Id: I174548b1be5261aea861ec29d550ee323ce3702e

Correct multisim MPI barrier

An MPI barrier used with multisim was called on incorrect ranks
and a barrier was missing.

Fixes #2403

Change-Id: I06a66167afc8dca9cdd4ca9b4f9a806984a6ec7a

Merge branch release-2018 into master

Trivial conflict in checkpoint.cpp from fixing whether a return value
was ignored.

Change-Id: Ie2006eeee1118b32d1a46e47191db45b454a4ecd

Fix PME for large systems with Fermi GPUs

PME spread/gather CUDA kernel scheduling did not account for
compute capability limitations. Realistically this has only
caused it to fail on CC 2.x with input systems larger than
2^18 ~= 262k atoms. This is now fixed for all CUDA architectures.

Fixes #2409

Change-Id: I59295b5d53a341d08a221aebb52e1db9f1e80107

Version 2016.5

Change-Id: I7dd31f2deea884f3075555547c4f3691bd4adae3

Use struct for checkpoint header contents

Also cleaned up some memory handling for strings in the header.

Change-Id: I3837844afdf863de263dbc8d2e88071ca50e23fb

Update FFTW build to 3.3.7

Refs #2358

Change-Id: Ifc4f1b289836c37d2f5edbfabfe26592d761b0ee

Add freeDeviceBuffer GPU utility function

This allows to make the GPU pairlist deletion code look same
for CUDA and OpenCL. More cleanup TODOs are left.

Change-Id: I4f7775ae2bda65b69696f7aacdb1d3fea9c62ac5

Add the missing comma in the quote

This was printed as:
GROMACS reminds you: "It's just B I O L O G Y, can't you see?Joe Jackson" ((null))

Change-Id: I69e86ecda8930fffeeab3a54f2f015339fd9b345

Remove read_checkpoint_state

Left over after its caller was removed in 8850750d352d

Change-Id: Iee119c38443e113263515e2e82351e5b2ee6546f

Remove support for tpx version before 58/gmx4.0

Change-Id: I2e5d7f23e9a6825c30a6687099a27e73857a59cd

Use std::vector for checkpoint outputfiles

Change-Id: Ic547bc12dccd4c1f539a1d08a53326c39e035948

Merge branch release-2016 into release-2018

This patch has already been incorporated into release-2018

Change-Id: I088c0d44b5620b3eb575e8a1d0a05adeefaee2cc

Fix range bug in add_selection_groups in tngio.cpp

If there were more molecule blocks than types in the topology,
atoms from the later blocks could be missing in selections written
to tng.

Change-Id: I8bf840b2f019ca9b3c2ccefcf48da866bf8ec559

Replace the remaining EXPECT_DEATH with EXPECT_DEATH_IF_SUPPORTED

Change-Id: Ibce3d4f240bf3552893762b74206d8e54575d18d

Add DeviceBuffer as a typedef for cl_mem/device ponter

It is applied to unify the pairlist structure.

Change-Id: I81f78dca2a356ffc7b7638047d29ea29e20c689e

Fix bug in checkpoint error checking

Change-Id: I91a185913356a42949596d8f4ca34ec2394c24a5

Remove barriers preventing texture reference races

These barriers only prevent races on the texture references which can't
happen anymore.

Change-Id: I31ba03f2045643e56ce3272f91a6a0c85a83e88e

Fix grompp net charge check

The grompp check for the net charge would ignore molecule blocks
at the end when molecule types are used in multiple, non consecutive
molecule blocks.

Fixes #2407

Change-Id: I4e7c6c609da99025174f180f9d4037ac9f9fd7fc

Fix grompp net charge check

The grompp check for the net charge would ignore molecule blocks
at the end when molecule types are used in multiple, non consecutive
molecule blocks.

Fixes #2407

Change-Id: I4e7c6c609da99025174f180f9d4037ac9f9fd7fc

Prepare release notes for 2018.1

Change-Id: I342130c590bff57df1369d488fb98491e936f78f