src/gromacs/ewald/pme_gpu_types_host_impl.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 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 Defines the host-side PME GPU data structure, which is dependent on the GPU types.
  38  * It's included by pointer in the general PmeGpu host structure in pme_gpu_types_host.h.
  39  *
  40  * \author Aleksei Iupinov <a.yupinov@gmail.com>
  41  * \ingroup module_ewald
  42  */
  43
  44 #ifndef PMEGPUTYPESHOSTIMPL_H
  45 #define PMEGPUTYPESHOSTIMPL_H
  46
  47 #include "config.h"
  48
  49 #include <array>
  50 #include <set>
  51 #include <vector>
  52
  53 #if GMX_GPU == GMX_GPU_CUDA
  54 #    include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer.cuh"
  55 #    include "gromacs/gpu_utils/gpuregiontimer.cuh"
  56 #elif GMX_GPU == GMX_GPU_OPENCL
  57 #    include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer_ocl.h"
  58 #    include "gromacs/gpu_utils/gpuregiontimer_ocl.h"
  59 #endif
  60
  61 #include "gromacs/timing/gpu_timing.h" // for gtPME_EVENT_COUNT
  62
  63 #include "pme_gpu_3dfft.h"
  64
  65 class GpuParallel3dFft;
  66
  67 /*! \internal \brief
  68  * The main PME CUDA/OpenCL-specific host data structure, included in the PME GPU structure by the archSpecific pointer.
  69  */
  70 struct PmeGpuSpecific
  71 {
  72     /*! \brief Constructor
  73      *
  74      * \param[in] deviceContext  GPU device context
  75      * \param[in] pmeStream      GPU pme stream.
  76      */
  77     PmeGpuSpecific(const DeviceContext& deviceContext, const DeviceStream& pmeStream) :
  78         deviceContext_(deviceContext),
  79         pmeStream_(pmeStream)
  80     {
  81     }
  82
  83     /*! \brief
  84      * A handle to the GPU context.
  85      * TODO: this is currently extracted from the implementation of pmeGpu->programHandle_,
  86      * but should be a constructor parameter to PmeGpu, as well as PmeGpuProgram,
  87      * managed by high-level code.
  88      */
  89     const DeviceContext& deviceContext_;
  90
  91     /*! \brief The GPU stream where everything related to the PME happens. */
  92     const DeviceStream& pmeStream_;
  93
  94     /* Synchronization events */
  95     /*! \brief Triggered after the PME Force Calculations have been completed */
  96     GpuEventSynchronizer pmeForcesReady;
  97     /*! \brief Triggered after the grid has been copied to the host (after the spreading stage). */
  98     GpuEventSynchronizer syncSpreadGridD2H;
  99
 100     /* Settings which are set at the start of the run */
 101     /*! \brief A boolean which tells whether the complex and real grids for cu/clFFT are different or same. Currenty true. */
 102     bool performOutOfPlaceFFT = false;
 103     /*! \brief A boolean which tells if the GPU timing events are enabled.
 104      *  False by default, can be enabled by setting the environment variable GMX_ENABLE_GPU_TIMING.
 105      *  Note: will not be reliable when multiple GPU tasks are running concurrently on the same
 106      * device context, as CUDA events on multiple streams are untrustworthy.
 107      */
 108     bool useTiming = false;
 109
 110     //! Vector of FFT setups
 111     std::vector<std::unique_ptr<GpuParallel3dFft>> fftSetup;
 112
 113     //! All the timers one might use
 114     std::array<GpuRegionTimer, gtPME_EVENT_COUNT> timingEvents;
 115
 116     //! Indices of timingEvents actually used
 117     std::set<size_t> activeTimers;
 118
 119     /* GPU arrays element counts (not the arrays sizes in bytes!).
 120      * They might be larger than the actual meaningful data sizes.
 121      * These are paired: the actual element count + the maximum element count that can fit in the current allocated memory.
 122      * These integer pairs are mostly meaningful for the reallocateDeviceBuffer calls.
 123      * As such, if DeviceBuffer is refactored into a class, they can be freely changed, too.
 124      * The only exceptions are realGridSize and complexGridSize which are also used for grid clearing/copying.
 125      * TODO: these should live in a clean buffered container type, and be refactored in the NB/cudautils as well.
 126      */
 127     /*! \brief The kernelParams.atoms.coordinates float element count (actual)*/
 128     int coordinatesSize = 0;
 129     /*! \brief The kernelParams.atoms.coordinates float element count (reserved) */
 130     int coordinatesSizeAlloc = 0;
 131     /*! \brief The kernelParams.atoms.forces float element count (actual) */
 132     int forcesSize = 0;
 133     /*! \brief The kernelParams.atoms.forces float element count (reserved) */
 134     int forcesSizeAlloc = 0;
 135     /*! \brief The kernelParams.atoms.gridlineIndices int element count (actual) */
 136     int gridlineIndicesSize = 0;
 137     /*! \brief The kernelParams.atoms.gridlineIndices int element count (reserved) */
 138     int gridlineIndicesSizeAlloc = 0;
 139     /*! \brief Both the kernelParams.atoms.theta and kernelParams.atoms.dtheta float element count (actual) */
 140     int splineDataSize = 0;
 141     /*! \brief Both the kernelParams.atoms.theta and kernelParams.atoms.dtheta float element count (reserved) */
 142     int splineDataSizeAlloc = 0;
 143     /*! \brief The kernelParams.atoms.coefficients float element count (actual) */
 144     int coefficientsSize = 0;
 145     /*! \brief The kernelParams.atoms.coefficients float element count (reserved) */
 146     int coefficientsSizeAlloc = 0;
 147     /*! \brief The kernelParams.grid.splineValuesArray float element count (actual) */
 148     int splineValuesSize = 0;
 149     /*! \brief The kernelParams.grid.splineValuesArray float element count (reserved) */
 150     int splineValuesSizeAlloc = 0;
 151     /*! \brief The kernelParams.grid.realGrid float element count (actual) */
 152     int realGridSize = 0;
 153     /*! \brief The kernelParams.grid.realGrid float element count (reserved) */
 154     int realGridSizeAlloc = 0;
 155     /*! \brief The kernelParams.grid.fourierGrid float (not float2!) element count (actual) */
 156     int complexGridSize = 0;
 157     /*! \brief The kernelParams.grid.fourierGrid float (not float2!) element count (reserved) */
 158     int complexGridSizeAlloc = 0;
 159 };
 160
 161 #endif