src/gromacs/ewald/pme_gpu_3dfft.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2016,2017,2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35
  36 /*! \internal \file
  37  *  \brief Implements CUDA FFT routines for PME GPU.
  38  *
  39  *  \author Aleksei Iupinov <a.yupinov@gmail.com>
  40  *  \ingroup module_ewald
  41  */
  42
  43 #include "gmxpre.h"
  44
  45 #include "pme_gpu_3dfft.h"
  46
  47 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  48 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  49
  50 #include "pme.cuh"
  51 #include "pme_gpu_types.h"
  52 #include "pme_gpu_types_host.h"
  53 #include "pme_gpu_types_host_impl.h"
  54
  55 static void handleCufftError(cufftResult_t status, const char* msg)
  56 {
  57     if (status != CUFFT_SUCCESS)
  58     {
  59         gmx_fatal(FARGS, "%s (error code %d)\n", msg, status);
  60     }
  61 }
  62
  63 GpuParallel3dFft::GpuParallel3dFft(const PmeGpu* pmeGpu)
  64 {
  65     const PmeGpuCudaKernelParams* kernelParamsPtr = pmeGpu->kernelParams.get();
  66     ivec                          realGridSize, realGridSizePadded, complexGridSizePadded;
  67     for (int i = 0; i < DIM; i++)
  68     {
  69         realGridSize[i]          = kernelParamsPtr->grid.realGridSize[i];
  70         realGridSizePadded[i]    = kernelParamsPtr->grid.realGridSizePadded[i];
  71         complexGridSizePadded[i] = kernelParamsPtr->grid.complexGridSizePadded[i];
  72     }
  73
  74     GMX_RELEASE_ASSERT(!pme_gpu_settings(pmeGpu).useDecomposition,
  75                        "FFT decomposition not implemented");
  76
  77     const int complexGridSizePaddedTotal =
  78             complexGridSizePadded[XX] * complexGridSizePadded[YY] * complexGridSizePadded[ZZ];
  79     const int realGridSizePaddedTotal =
  80             realGridSizePadded[XX] * realGridSizePadded[YY] * realGridSizePadded[ZZ];
  81
  82     realGrid_ = (cufftReal*)kernelParamsPtr->grid.d_realGrid;
  83     GMX_RELEASE_ASSERT(realGrid_, "Bad (null) input real-space grid");
  84     complexGrid_ = (cufftComplex*)kernelParamsPtr->grid.d_fourierGrid;
  85     GMX_RELEASE_ASSERT(complexGrid_, "Bad (null) input complex grid");
  86
  87     cufftResult_t result;
  88     /* Commented code for a simple 3D grid with no padding */
  89     /*
  90        result = cufftPlan3d(&planR2C_, realGridSize[XX], realGridSize[YY], realGridSize[ZZ],
  91        CUFFT_R2C); handleCufftError(result, "cufftPlan3d R2C plan failure");
  92
  93        result = cufftPlan3d(&planC2R_, realGridSize[XX], realGridSize[YY], realGridSize[ZZ],
  94        CUFFT_C2R); handleCufftError(result, "cufftPlan3d C2R plan failure");
  95      */
  96
  97     const int rank = 3, batch = 1;
  98     result = cufftPlanMany(&planR2C_, rank, realGridSize, realGridSizePadded, 1, realGridSizePaddedTotal,
  99                            complexGridSizePadded, 1, complexGridSizePaddedTotal, CUFFT_R2C, batch);
 100     handleCufftError(result, "cufftPlanMany R2C plan failure");
 101
 102     result = cufftPlanMany(&planC2R_, rank, realGridSize, complexGridSizePadded, 1,
 103                            complexGridSizePaddedTotal, realGridSizePadded, 1,
 104                            realGridSizePaddedTotal, CUFFT_C2R, batch);
 105     handleCufftError(result, "cufftPlanMany C2R plan failure");
 106
 107     cudaStream_t stream = pmeGpu->archSpecific->pmeStream_.stream();
 108     GMX_RELEASE_ASSERT(stream, "Using the default CUDA stream for PME cuFFT");
 109
 110     result = cufftSetStream(planR2C_, stream);
 111     handleCufftError(result, "cufftSetStream R2C failure");
 112
 113     result = cufftSetStream(planC2R_, stream);
 114     handleCufftError(result, "cufftSetStream C2R failure");
 115 }
 116
 117 GpuParallel3dFft::~GpuParallel3dFft()
 118 {
 119     cufftResult_t result;
 120     result = cufftDestroy(planR2C_);
 121     handleCufftError(result, "cufftDestroy R2C failure");
 122     result = cufftDestroy(planC2R_);
 123     handleCufftError(result, "cufftDestroy C2R failure");
 124 }
 125
 126 void GpuParallel3dFft::perform3dFft(gmx_fft_direction dir, CommandEvent* /*timingEvent*/)
 127 {
 128     cufftResult_t result;
 129     if (dir == GMX_FFT_REAL_TO_COMPLEX)
 130     {
 131         result = cufftExecR2C(planR2C_, realGrid_, complexGrid_);
 132         handleCufftError(result, "cuFFT R2C execution failure");
 133     }
 134     else
 135     {
 136         result = cufftExecC2R(planC2R_, complexGrid_, realGrid_);
 137         handleCufftError(result, "cuFFT C2R execution failure");
 138     }
 139 }