SYCL: Avoid using no_init read accessor in rocFFT

Currently, hipSYCL ends up ignoring no_init property in this case.

But the SYCL standard does not permit such combination.

Split simulationWork.useGpuBufferOps into separate x and f flags

The x two "buffer ops" tasks have entirely different roles and it has
been a potential source of confusion to refer to these with a single
workload flag.

Refs #3915

Permit tests to specify the refdata filename

When the same test data is re-used for multiple test cases it is
wasteful to serialize that data many times. This functionality permits
test cases to choose their own refdata file name, perhaps derived from
the actual test name. This means the tests can run efficiently, don't
needlessly proliferate lots of data, and express directly in the code
that multiple test cases produce the same data.

Refs #4255

Make stepWorkload.useGpuXBufferOps flag consistent

On search steps we do not use x buffer ops, so the workload flag should
correctly reflect that.

Also slightly refactored a conditional block to clarify the scope of
workload flags.

Note that as a side-effect of this change, coordinate H2D copy will be
delayed from the beginning of do_force() to just before update on search
steps when there are no force tasks that require it (i.e. without PME).
While this is not ideal for performance, the code is easier to reason
about.

Refs #3915 #3913 #4268

Remove unused environment variables from docs

Fix typo.

A typo in a hard-coded filename could prevent gmxapi.simulation.mdrun
from automatically recovering from checkpoint when the low-level API is
used to specify working directories.

Clean up index handing in make_bondeds_zone

Unify handling of GMX_ENABLE_GPU_TIMING and GMX_DISABLE_GPU_TIMING

Update mdrun message to reflect that Cuda CC>=3.5 is supported.

Fixes: #4132

Add TNG to trjconv doc and more details about TNG selections.

Refs #2785.

Disable fastmath with OpenCL on Intel devices

Refs #3898

Use CMake to propagate versions and hashes to gitlab jobs

Fix CUDA clang-tidy complaints

Improve MessageStringCollector

Now we can e.g. return one from a function so that more complex use
cases can be handled.

Avoid allocating SYCL buffer on each call to PME solve

Refs #4153

Fix random typos

Remove unused thole polarization rfac parameter

SYCL: Use acc.bind(cgh) instead of cgh.require(acc)

A few other minor changes to SYCL version of DeviceBuffer.

This is a prerequisite for adding support for USM.

Refs #3847, #3965.

Echo the path to and version of CMake for CI builds

This will help devs understand and reproduce problems, as well as
confirm that the intentions of the test configurations are honored.

Replaced one use of "cmake" with "$CMAKE" to standardize

Add second LINCS atom update task

Add missing MPI_Barrier to MpiTest

Fixes #4261

Add DSSP v4 support to do_dssp

Fix hipSYCL build with CUDA target

Silence clang-tidy warnings

Set up event consumption counter in DomDecMpiTests

Also:

- Add a comment about the barrier introduced in 5d43901b (MR !2109).
- Use DeviceStream::synchronize instead of marking an event and
  immediately waiting for it.

Refs #3988, #4156.

Allow TNG to TNG file conversion without time per frame info

Simplify GPU force reduction conditionals

Reimplement constant acceleration groups

Generalize constraints on MPI rank counts for tests

When the number of ranks is unsuitable the test is skipped.

In some cases minor changes are made so that useful tests run on wider ranges of rank counts.

Closes #3785

Document and clean up do_numbering()

Update copyright year for tests/grompp.cpp

Disable GPU buffer ops when using MTS

Workaround for #4254

Add Oliver Fleetwood as a contributor

Unify coordinate copy handling across GPU platforms

Instead of handling the OpenCL host to device copy as a special case
where this operation is issued in the PME stream, as the "Update" stream
is anyway created unconditionally it makes sense to simplify codepaths
at the negligible cost of an extra GPU-side synchronization.

This allows unifying the coordinate handling in stateGpu as well as in
PME spread (with combined PP+PME) which removes some complexity and makes
it easier to reason about event consumption, reducing the need for balancing
workarounds.

The change also introduces a data member in StatePropagatorDataGpu to
indicate whether it is use on a separate PME rank, case in which marking
of the coordinate H2D event can be skipped as no event dependency is
required.

Refs #3988

Add preprocessing and integration test for transformation coordinate

We have general checks for preprocessing in readir.cpp. This ensures that all relevant mdp options are validated properly.
The mathematical expression, however, is evaluated in the grompp integration test.
Then we have the mdrun integration test, which is based on the existing pull test for
a 3D umbrealla potential. Basically, we use the exact same setup and expect the same output, but apply the force on a transformation coordinate instead of a regular coordinate, only with a slightly lower numerical accuracy.

Use CMake project versioning convention.

* Set CMP0048 policy to NEW behavior.
* Set MAJOR and MINOR version in the main project() command. Update
  `cmake/gmxVersionInfo.cmake` to set from PROJECT_VERSION_MAJOR and
  PROJECT_VERSION_MINOR.

Fixes #3725

Mark gmxapi 0.3b1.

Fix norm calculation in gmx_spatial

Casting early to a double should avoid underflow in later multiplication.
An assert that the norm is non-negative is added.

Fixes #4184

Fix link for dssp download

The old link was outdated (got a mail complaining about it).

Throw on failure in gmx_file_rename

Add -maxtau option to gmx msd

Document clang11 in developer docs

Instead of the no longer used clang7.

Fixes #4173

Remove short-circuit logic for OpenMP setup

This is only called once during mdrun setup, and it is not a problem
to call it multiple times. (Thread safety is assured separately.)
It's necessary to call it multiple times, e.g. from test binaries or
API-driven simulations.

Having removed the short-circuit logic, there was no use for the
member variable that recorded whether initialization had taken place,
so it is removed.

Closes #4152

Use correct c0 parameter in Me2PO4 in OPLSAA

Fixes #4075

Add parser tests dependency to tests

This is necessary for make check to work properly.

Fixes #4233

Insert barrier after each GPU halo test

Fix the cobined bending-torsion potential entry in reference manual

1. The k_phi was referenced with wrong key
2. Only k_phi has units, so they should not be at the end of the line

Introduced in b08db8bb4c46e76e067ce09a2e8d43390e445575

Minor improvements to gmx wham output

Remove/replace many mentions of Jenkins

Add missing parameter to dihedral docs

Silence Clang's constant-logical-operand warning

Fix #3300

Update release notes for gmx msd and clear some TODOs

Fixes #3869

Get rid of sycl::buffer::reinterpret

It is not fully supported with hipSYCL, and, while it does work in
practice, we better avoid it.

Refs #4063

Add utility dependency to libmdrun_test_infrastructure

This provides the correct MPI dependency, otherwise MPI_Barrier is not
necessarily found when linking targets that depend on this one.

Fixes #4232

Make linker errors fail the CI builds

Activate GPU update support in SYCL build

Set proper flags and conditionals when deciding GPU workload.

Refs #3929, #3930, #3932.

Fix cuda clang-tidy issues

Improve doxygen in some nblib listed forces files

This adds doxygen to some functions and makes the
documentation more consistent in some cases.

Also some functions are changed from being marked
[[maybe_unused]] to not having parameter values in
cases where that is possible.

Avoid comparing Simd types to real 0 when making masks in NB FEP kernel.

Refs #4230

Fix nblib pairlist update function

Previously the function put_atoms_in_box was called only by the
nblib integrator, or when constructing a system via a SimulationState
object. In the case of the integrator, this is a needless performance
degradation. When using an nb force calculator without
first putting atoms in the box, this could lead to a cryptic
error from nbnxm grid search failure. Both of these issues are
rectified with this change, which also adds a member to the
non-bonded force calculator to hold the requested number of OMP
threads to use in a call to put_atoms_in_box_omp, which is faster
than the non OMP version.

Fix use of simd-masks in gapsys softcore.

Don't rely on bools to be implicitly cast to the correct BoolType
mask but enforce this more explicitly.

Added pkg-config detection of libcp2k #3172

Balance event consumption for GPU update code path

- Explicit consumption of events when needed.
- In some cases, reset the event in case the conditionals
  for the consumption are too complex.
- Added helper functions to StatePropagatorDataGpu.
- A special handling for force reduction when it has no atoms.

Refs #3988, #4106, #4227.

Support clang 13 in CI

Minor code clean-up in the NB FEP kernel.

Expand signatures for nblib listed forces calculator

Improve variable naming in NB FEP kernel for loop.

Fixes one task in #2875.

Add lambda state to dhdl.xvg with AWH fep

Unify a bit decideWhetherToUseGpusForPme* functions

Rearrange docker build script.

Disambiguate build layer dependencies, now that Docker build
automatically parallelizes multi-stage builds when possible. This change
clarifies which layers are reused and which are unique. This minimizes
overall CPU time for fresh builds, but more importantly ensures that
components from separates stages are not subject to race conditions in
the resolution of dependencies that are satisfied through package
managers. It should also improve maintainability by reducing duplicated
logic.

Add helper functions for setting up Nbnxm gpu object in nblib

Improve detection of sphinx-build.

Prioritize the sphinx-build associated with the current Python
interpreter, or as indicated by the user through the SPHINX_DIR
environment variable.

Mitigates problems with multiple Python installations and `autodoc`, or
where the Python installation is hinted to CMake but is not on the PATH.

Fixes #4224

Refactor PME tests for better usability

Now there is a human-understandable name for the tests, and (where
possible) the input for each test is declarative rather than
procedural.

Improve AWH bias sharing documentation

Clean up some gmxapi sources and tests.

Update CI containers to oneAPI 2021.4.0

Fix compiler warnings with OpenCL + oneAPI 2021.4

Minor clean-up to docker build script.

* Apply PEP-8 formatting.
* Update some docstrings and type hints.
* Improve robustness w.r.t. `_distro`.
* Note that every call to `baseimage` updates the global
  config (hpccm 21.9.0 at the time of this change).

Fix warnings with Intel 2021.4

Pre-install Python dependencies in CI Docker images.

Add `pybind11` and `wheel` to the (scripted) Docker image builds so that
the admin/ci-scripts/build-and-test-py-gmxapi-0.3.sh script can use
`--no-deps --no-index` with pip.

Remove `pip install pybind11` where it is no longer needed in CI jobs.

Follow-up to #4092.

Fix SYCL PME Solve kernel

- Avoid infinite recursion in sycl_2020::isfinite.
- Make one of the accessors optional.

Resolve UBSAN error in NBLIB test

Another clang-tidy fix for new GPU code

Fix harmless Sphinx warning

Merge release-2021 into master

Brings the following fixes from the release branch into master:

- #4148 (!1941)
- #4167 (!1966)
- #4190 (!2050)
- !2039

Enable kernel compiler cache for SYCL DPC++

Refs #4218

Fix UB when generating local indices for constraints

Fix clang-tidy error in new GPU code

Disable PME Mixed mode with FEP

Refs #4190

Require pybind 2.6 from environment for gmxapi Python package extension module.

Resolve "SYCL + DPCPP cmake config fails in gmxManageFFTLibraries.cmake"

Make failure to find CUDA-aware MPI work correctly.

Previously, a wrong error about non-matching quote was issued, even
though the overall behavior was correct

Pipeline GPU PME Spline/Spread with PP Comms

Improve stability of ContinuationIsExact tests

The default nstlist value in tests is set to 8. This is appropriate for
NormalIntegrators/MdrunNoAppendContinuationIsExact tests, which do the
restart after 8 steps, so the "full" trajectory and the "restarted"
trajectory update their lists at the same time. However, pairlist tuning
often increases the nstlist value, which might affect the "full" run.

Here, we force the nstlist to be half the nsteps for the "full" run by
setting it via CLI option.

Made gromacs work again without MPI

Made the communication functions in network.h that do nothing with a
single rank also work without MPI and thread-MPI. One conditional
in mdrunner() needed to be fixed.

Fix fft/CMakeLists when compiling with hipSYCL

GMX_GPU_HIPSYCL is never defined, and thus evaluates to false.

The code was compiling just fine, but the tests were failing in
runtime with "symbol lookup error".

Implement PME solve in SYCL

Refs #3965

Fix typos regarding FindPython3 CMake module hint.

`_ROOT` is a standard suffix for hints to `find_package()`,
but the `FindPython3` cmake module specifically uses `_ROOT_DIR` for
an analogous hint.

Fix clang-tidy complaints

- False-positives after "if constexpr".
- "empty()" instead of "size() > 0".
- "auto *" instead of "auto".