src/gromacs/gpu_utils/tests/typecasts_runner.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 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 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Runners for tests of CUDA types compatibility.
  38  *
  39  * \author Artem Zhmurov <zhmurov@gmail.com>
  40  */
  41 #include "gmxpre.h"
  42
  43 #include "typecasts_runner.h"
  44
  45 #include "config.h"
  46
  47 #include <vector>
  48
  49 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  50 #include "gromacs/gpu_utils/devicebuffer.h"
  51 #include "gromacs/gpu_utils/gpu_testutils.h"
  52 #include "gromacs/gpu_utils/typecasts.cuh"
  53 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  54 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  55
  56 #if GMX_GPU == GMX_GPU_CUDA
  57
  58 namespace gmx
  59 {
  60
  61 namespace test
  62 {
  63
  64 /* \brief Perform a component-wise conversion of the float3 vector back to RVec format.
  65  *
  66  * This is needed to pass the data back to the CPU testing code for comparison with the initial input.
  67  *
  68  * \param[out] rVecOutput    Output data in RVec format for the output.
  69  * \param[in]  float3Output  Output data in float3 format.
  70  * \param[in]  numElements   Size of the data buffers.
  71  */
  72 void inline saveFloat3InRVecFormat(std::vector<gmx::RVec>& rVecOutput, const float3* float3Output, int numElements)
  73 {
  74     for (int i = 0; i < numElements; i++)
  75     {
  76         rVecOutput[i][XX] = float3Output[i].x;
  77         rVecOutput[i][YY] = float3Output[i].y;
  78         rVecOutput[i][ZZ] = float3Output[i].z;
  79     }
  80 }
  81
  82 void convertRVecToFloat3OnHost(std::vector<gmx::RVec>& rVecOutput, const std::vector<gmx::RVec>& rVecInput)
  83 {
  84     const int numElements = rVecInput.size();
  85
  86     float3* dataFloat3 = asFloat3(const_cast<RVec*>(rVecInput.data()));
  87
  88     saveFloat3InRVecFormat(rVecOutput, dataFloat3, numElements);
  89 }
  90
  91 //! Number of CUDA threads in a block.
  92 constexpr static int c_threadsPerBlock = 256;
  93
  94 /*! \brief GPU kernel to perform type conversion on the device.
  95  *
  96  * \param[out] gm_float3Output Buffer to write the output into.
  97  * \param[in]  gm_rVecInput    Input data in RVec format.
  98  * \param[in]  size            Size of the data buffers.
  99  *
 100  */
 101 static __global__ void convertRVecToFloat3OnDevice_kernel(DeviceBuffer<float3> gm_float3Output,
 102                                                           DeviceBuffer<RVec>   gm_rVecInput,
 103                                                           const int            size)
 104 {
 105     int threadIndex = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
 106     if (threadIndex < size)
 107     {
 108         gm_float3Output[threadIndex] = asFloat3(gm_rVecInput)[threadIndex];
 109     }
 110 }
 111
 112 void convertRVecToFloat3OnDevice(std::vector<gmx::RVec>& h_rVecOutput, const std::vector<gmx::RVec>& h_rVecInput)
 113 {
 114     if (canComputeOnGpu())
 115     {
 116         const int numElements = h_rVecInput.size();
 117
 118         DeviceBuffer<RVec> d_rVecInput;
 119         allocateDeviceBuffer(&d_rVecInput, numElements, nullptr);
 120         copyToDeviceBuffer(&d_rVecInput, h_rVecInput.data(), 0, numElements, nullptr,
 121                            GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 122
 123         DeviceBuffer<float3> d_float3Output;
 124         allocateDeviceBuffer(&d_float3Output, numElements * DIM, nullptr);
 125
 126         std::vector<float3> h_float3Output(numElements);
 127
 128         KernelLaunchConfig kernelLaunchConfig;
 129         kernelLaunchConfig.gridSize[0]  = (numElements + c_threadsPerBlock - 1) / c_threadsPerBlock;
 130         kernelLaunchConfig.blockSize[0] = c_threadsPerBlock;
 131         kernelLaunchConfig.blockSize[1] = 1;
 132         kernelLaunchConfig.blockSize[2] = 1;
 133         kernelLaunchConfig.sharedMemorySize = 0;
 134         kernelLaunchConfig.stream           = nullptr;
 135
 136         auto       kernelPtr  = convertRVecToFloat3OnDevice_kernel;
 137         const auto kernelArgs = prepareGpuKernelArguments(
 138                 kernelPtr, kernelLaunchConfig, &d_float3Output, &d_rVecInput, &numElements);
 139         launchGpuKernel(kernelPtr, kernelLaunchConfig, nullptr,
 140                         "convertRVecToFloat3OnDevice_kernel", kernelArgs);
 141
 142         copyFromDeviceBuffer(h_float3Output.data(), &d_float3Output, 0, numElements, nullptr,
 143                              GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 144
 145         saveFloat3InRVecFormat(h_rVecOutput, h_float3Output.data(), numElements);
 146
 147         freeDeviceBuffer(&d_rVecInput);
 148         freeDeviceBuffer(&d_float3Output);
 149     }
 150 }
 151
 152 } // namespace test
 153 } // namespace gmx
 154
 155 #endif // GMX_GPU == GMX_GPU_CUDA