src/gromacs/mdlib/nbnxn_atomdata.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  *
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2012, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  */
  32
  33 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  34 #include <config.h>
  35 #endif
  36
  37 #include <math.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include "smalloc.h"
  40 #include "macros.h"
  41 #include "vec.h"
  42 #include "nbnxn_consts.h"
  43 #include "nbnxn_internal.h"
  44 #include "nbnxn_search.h"
  45 #include "nbnxn_atomdata.h"
  46 #include "gmx_omp_nthreads.h"
  47
  48 /* Default nbnxn allocation routine, allocates NBNXN_MEM_ALIGN byte aligned */
  49 void nbnxn_alloc_aligned(void **ptr, size_t nbytes)
  50 {
  51     *ptr = save_malloc_aligned("ptr", __FILE__, __LINE__, nbytes, 1, NBNXN_MEM_ALIGN);
  52 }
  53
  54 /* Free function for memory allocated with nbnxn_alloc_aligned */
  55 void nbnxn_free_aligned(void *ptr)
  56 {
  57     sfree_aligned(ptr);
  58 }
  59
  60 /* Reallocation wrapper function for nbnxn data structures */
  61 void nbnxn_realloc_void(void **ptr,
  62                         int nbytes_copy, int nbytes_new,
  63                         nbnxn_alloc_t *ma,
  64                         nbnxn_free_t  *mf)
  65 {
  66     void *ptr_new;
  67
  68     ma(&ptr_new, nbytes_new);
  69
  70     if (nbytes_new > 0 && ptr_new == NULL)
  71     {
  72         gmx_fatal(FARGS, "Allocation of %d bytes failed", nbytes_new);
  73     }
  74
  75     if (nbytes_copy > 0)
  76     {
  77         if (nbytes_new < nbytes_copy)
  78         {
  79             gmx_incons("In nbnxn_realloc_void: new size less than copy size");
  80         }
  81         memcpy(ptr_new, *ptr, nbytes_copy);
  82     }
  83     if (*ptr != NULL)
  84     {
  85         mf(*ptr);
  86     }
  87     *ptr = ptr_new;
  88 }
  89
  90 /* Reallocate the nbnxn_atomdata_t for a size of n atoms */
  91 void nbnxn_atomdata_realloc(nbnxn_atomdata_t *nbat, int n)
  92 {
  93     int t;
  94
  95     nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->type,
  96                        nbat->natoms*sizeof(*nbat->type),
  97                        n*sizeof(*nbat->type),
  98                        nbat->alloc, nbat->free);
  99     nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->lj_comb,
 100                        nbat->natoms*2*sizeof(*nbat->lj_comb),
 101                        n*2*sizeof(*nbat->lj_comb),
 102                        nbat->alloc, nbat->free);
 103     if (nbat->XFormat != nbatXYZQ)
 104     {
 105         nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->q,
 106                            nbat->natoms*sizeof(*nbat->q),
 107                            n*sizeof(*nbat->q),
 108                            nbat->alloc, nbat->free);
 109     }
 110     if (nbat->nenergrp > 1)
 111     {
 112         nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->energrp,
 113                            nbat->natoms/nbat->na_c*sizeof(*nbat->energrp),
 114                            n/nbat->na_c*sizeof(*nbat->energrp),
 115                            nbat->alloc, nbat->free);
 116     }
 117     nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->x,
 118                        nbat->natoms*nbat->xstride*sizeof(*nbat->x),
 119                        n*nbat->xstride*sizeof(*nbat->x),
 120                        nbat->alloc, nbat->free);
 121     for (t = 0; t < nbat->nout; t++)
 122     {
 123         /* Allocate one element extra for possible signaling with CUDA */
 124         nbnxn_realloc_void((void **)&nbat->out[t].f,
 125                            nbat->natoms*nbat->fstride*sizeof(*nbat->out[t].f),
 126                            n*nbat->fstride*sizeof(*nbat->out[t].f),
 127                            nbat->alloc, nbat->free);
 128     }
 129     nbat->nalloc = n;
 130 }
 131
 132 /* Initializes an nbnxn_atomdata_output_t data structure */
 133 static void nbnxn_atomdata_output_init(nbnxn_atomdata_output_t *out,
 134                                        int nb_kernel_type,
 135                                        int nenergrp, int stride,
 136                                        nbnxn_alloc_t *ma)
 137 {
 138     int cj_size;
 139
 140     out->f = NULL;
 141     ma((void **)&out->fshift, SHIFTS*DIM*sizeof(*out->fshift));
 142     out->nV = nenergrp*nenergrp;
 143     ma((void **)&out->Vvdw, out->nV*sizeof(*out->Vvdw));
 144     ma((void **)&out->Vc, out->nV*sizeof(*out->Vc  ));
 145
 146     if (nb_kernel_type == nbnxnk4xN_SIMD_4xN ||
 147         nb_kernel_type == nbnxnk4xN_SIMD_2xNN)
 148     {
 149         cj_size  = nbnxn_kernel_to_cj_size(nb_kernel_type);
 150         out->nVS = nenergrp*nenergrp*stride*(cj_size>>1)*cj_size;
 151         ma((void **)&out->VSvdw, out->nVS*sizeof(*out->VSvdw));
 152         ma((void **)&out->VSc, out->nVS*sizeof(*out->VSc  ));
 153     }
 154     else
 155     {
 156         out->nVS = 0;
 157     }
 158 }
 159
 160 static void copy_int_to_nbat_int(const int *a, int na, int na_round,
 161                                  const int *in, int fill, int *innb)
 162 {
 163     int i, j;
 164
 165     j = 0;
 166     for (i = 0; i < na; i++)
 167     {
 168         innb[j++] = in[a[i]];
 169     }
 170     /* Complete the partially filled last cell with fill */
 171     for (; i < na_round; i++)
 172     {
 173         innb[j++] = fill;
 174     }
 175 }
 176
 177 static void clear_nbat_real(int na, int nbatFormat, real *xnb, int a0)
 178 {
 179     int a, d, j, c;
 180
 181     switch (nbatFormat)
 182     {
 183         case nbatXYZ:
 184             for (a = 0; a < na; a++)
 185             {
 186                 for (d = 0; d < DIM; d++)
 187                 {
 188                     xnb[(a0+a)*STRIDE_XYZ+d] = 0;
 189                 }
 190             }
 191             break;
 192         case nbatXYZQ:
 193             for (a = 0; a < na; a++)
 194             {
 195                 for (d = 0; d < DIM; d++)
 196                 {
 197                     xnb[(a0+a)*STRIDE_XYZQ+d] = 0;
 198                 }
 199             }
 200             break;
 201         case nbatX4:
 202             j = X4_IND_A(a0);
 203             c = a0 & (PACK_X4-1);
 204             for (a = 0; a < na; a++)
 205             {
 206                 xnb[j+XX*PACK_X4] = 0;
 207                 xnb[j+YY*PACK_X4] = 0;
 208                 xnb[j+ZZ*PACK_X4] = 0;
 209                 j++;
 210                 c++;
 211                 if (c == PACK_X4)
 212                 {
 213                     j += (DIM-1)*PACK_X4;
 214                     c  = 0;
 215                 }
 216             }
 217             break;
 218         case nbatX8:
 219             j = X8_IND_A(a0);
 220             c = a0 & (PACK_X8-1);
 221             for (a = 0; a < na; a++)
 222             {
 223                 xnb[j+XX*PACK_X8] = 0;
 224                 xnb[j+YY*PACK_X8] = 0;
 225                 xnb[j+ZZ*PACK_X8] = 0;
 226                 j++;
 227                 c++;
 228                 if (c == PACK_X8)
 229                 {
 230                     j += (DIM-1)*PACK_X8;
 231                     c  = 0;
 232                 }
 233             }
 234             break;
 235     }
 236 }
 237
 238 void copy_rvec_to_nbat_real(const int *a, int na, int na_round,
 239                             rvec *x, int nbatFormat, real *xnb, int a0,
 240                             int cx, int cy, int cz)
 241 {
 242     int i, j, c;
 243
 244 /* We might need to place filler particles to fill up the cell to na_round.
 245  * The coefficients (LJ and q) for such particles are zero.
 246  * But we might still get NaN as 0*NaN when distances are too small.
 247  * We hope that -107 nm is far away enough from to zero
 248  * to avoid accidental short distances to particles shifted down for pbc.
 249  */
 250 #define NBAT_FAR_AWAY 107
 251
 252     switch (nbatFormat)
 253     {
 254         case nbatXYZ:
 255             j = a0*STRIDE_XYZ;
 256             for (i = 0; i < na; i++)
 257             {
 258                 xnb[j++] = x[a[i]][XX];
 259                 xnb[j++] = x[a[i]][YY];
 260                 xnb[j++] = x[a[i]][ZZ];
 261             }
 262             /* Complete the partially filled last cell with copies of the last element.
 263              * This simplifies the bounding box calculation and avoid
 264              * numerical issues with atoms that are coincidentally close.
 265              */
 266             for (; i < na_round; i++)
 267             {
 268                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cx);
 269                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cy);
 270                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cz + i);
 271             }
 272             break;
 273         case nbatXYZQ:
 274             j = a0*STRIDE_XYZQ;
 275             for (i = 0; i < na; i++)
 276             {
 277                 xnb[j++] = x[a[i]][XX];
 278                 xnb[j++] = x[a[i]][YY];
 279                 xnb[j++] = x[a[i]][ZZ];
 280                 j++;
 281             }
 282             /* Complete the partially filled last cell with particles far apart */
 283             for (; i < na_round; i++)
 284             {
 285                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cx);
 286                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cy);
 287                 xnb[j++] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cz + i);
 288                 j++;
 289             }
 290             break;
 291         case nbatX4:
 292             j = X4_IND_A(a0);
 293             c = a0 & (PACK_X4-1);
 294             for (i = 0; i < na; i++)
 295             {
 296                 xnb[j+XX*PACK_X4] = x[a[i]][XX];
 297                 xnb[j+YY*PACK_X4] = x[a[i]][YY];
 298                 xnb[j+ZZ*PACK_X4] = x[a[i]][ZZ];
 299                 j++;
 300                 c++;
 301                 if (c == PACK_X4)
 302                 {
 303                     j += (DIM-1)*PACK_X4;
 304                     c  = 0;
 305                 }
 306             }
 307             /* Complete the partially filled last cell with particles far apart */
 308             for (; i < na_round; i++)
 309             {
 310                 xnb[j+XX*PACK_X4] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cx);
 311                 xnb[j+YY*PACK_X4] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cy);
 312                 xnb[j+ZZ*PACK_X4] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cz + i);
 313                 j++;
 314                 c++;
 315                 if (c == PACK_X4)
 316                 {
 317                     j += (DIM-1)*PACK_X4;
 318                     c  = 0;
 319                 }
 320             }
 321             break;
 322         case nbatX8:
 323             j = X8_IND_A(a0);
 324             c = a0 & (PACK_X8 - 1);
 325             for (i = 0; i < na; i++)
 326             {
 327                 xnb[j+XX*PACK_X8] = x[a[i]][XX];
 328                 xnb[j+YY*PACK_X8] = x[a[i]][YY];
 329                 xnb[j+ZZ*PACK_X8] = x[a[i]][ZZ];
 330                 j++;
 331                 c++;
 332                 if (c == PACK_X8)
 333                 {
 334                     j += (DIM-1)*PACK_X8;
 335                     c  = 0;
 336                 }
 337             }
 338             /* Complete the partially filled last cell with particles far apart */
 339             for (; i < na_round; i++)
 340             {
 341                 xnb[j+XX*PACK_X8] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cx);
 342                 xnb[j+YY*PACK_X8] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cy);
 343                 xnb[j+ZZ*PACK_X8] = -NBAT_FAR_AWAY*(1 + cz + i);
 344                 j++;
 345                 c++;
 346                 if (c == PACK_X8)
 347                 {
 348                     j += (DIM-1)*PACK_X8;
 349                     c  = 0;
 350                 }
 351             }
 352             break;
 353         default:
 354             gmx_incons("Unsupported nbnxn_atomdata_t format");
 355     }
 356 }
 357
 358 /* Determines the combination rule (or none) to be used, stores it,
 359  * and sets the LJ parameters required with the rule.
 360  */
 361 static void set_combination_rule_data(nbnxn_atomdata_t *nbat)
 362 {
 363     int  nt, i, j;
 364     real c6, c12;
 365
 366     nt = nbat->ntype;
 367
 368     switch (nbat->comb_rule)
 369     {
 370         case  ljcrGEOM:
 371             nbat->comb_rule = ljcrGEOM;
 372
 373             for (i = 0; i < nt; i++)
 374             {
 375                 /* Copy the diagonal from the nbfp matrix */
 376                 nbat->nbfp_comb[i*2  ] = sqrt(nbat->nbfp[(i*nt+i)*2  ]);
 377                 nbat->nbfp_comb[i*2+1] = sqrt(nbat->nbfp[(i*nt+i)*2+1]);
 378             }
 379             break;
 380         case ljcrLB:
 381             for (i = 0; i < nt; i++)
 382             {
 383                 /* Get 6*C6 and 12*C12 from the diagonal of the nbfp matrix */
 384                 c6  = nbat->nbfp[(i*nt+i)*2  ];
 385                 c12 = nbat->nbfp[(i*nt+i)*2+1];
 386                 if (c6 > 0 && c12 > 0)
 387                 {
 388                     /* We store 0.5*2^1/6*sigma and sqrt(4*3*eps),
 389                      * so we get 6*C6 and 12*C12 after combining.
 390                      */
 391                     nbat->nbfp_comb[i*2  ] = 0.5*pow(c12/c6, 1.0/6.0);
 392                     nbat->nbfp_comb[i*2+1] = sqrt(c6*c6/c12);
 393                 }
 394                 else
 395                 {
 396                     nbat->nbfp_comb[i*2  ] = 0;
 397                     nbat->nbfp_comb[i*2+1] = 0;
 398                 }
 399             }
 400             break;
 401         case ljcrNONE:
 402             /* nbfp_s4 stores two parameters using a stride of 4,
 403              * because this would suit x86 SIMD single-precision
 404              * quad-load intrinsics. There's a slight inefficiency in
 405              * allocating and initializing nbfp_s4 when it might not
 406              * be used, but introducing the conditional code is not
 407              * really worth it. */
 408             nbat->alloc((void **)&nbat->nbfp_s4, nt*nt*4*sizeof(*nbat->nbfp_s4));
 409             for (i = 0; i < nt; i++)
 410             {
 411                 for (j = 0; j < nt; j++)
 412                 {
 413                     nbat->nbfp_s4[(i*nt+j)*4+0] = nbat->nbfp[(i*nt+j)*2+0];
 414                     nbat->nbfp_s4[(i*nt+j)*4+1] = nbat->nbfp[(i*nt+j)*2+1];
 415                     nbat->nbfp_s4[(i*nt+j)*4+2] = 0;
 416                     nbat->nbfp_s4[(i*nt+j)*4+3] = 0;
 417                 }
 418             }
 419             break;
 420         default:
 421             gmx_incons("Unknown combination rule");
 422             break;
 423     }
 424 }
 425
 426 /* Initializes an nbnxn_atomdata_t data structure */
 427 void nbnxn_atomdata_init(FILE *fp,
 428                          nbnxn_atomdata_t *nbat,
 429                          int nb_kernel_type,
 430                          int ntype, const real *nbfp,
 431                          int n_energygroups,
 432                          int nout,
 433                          nbnxn_alloc_t *alloc,
 434                          nbnxn_free_t  *free)
 435 {
 436     int      i, j;
 437     real     c6, c12, tol;
 438     char    *ptr;
 439     gmx_bool simple, bCombGeom, bCombLB;
 440
 441     if (alloc == NULL)
 442     {
 443         nbat->alloc = nbnxn_alloc_aligned;
 444     }
 445     else
 446     {
 447         nbat->alloc = alloc;
 448     }
 449     if (free == NULL)
 450     {
 451         nbat->free = nbnxn_free_aligned;
 452     }
 453     else
 454     {
 455         nbat->free = free;
 456     }
 457
 458     if (debug)
 459     {
 460         fprintf(debug, "There are %d atom types in the system, adding one for nbnxn_atomdata_t\n", ntype);
 461     }
 462     nbat->ntype = ntype + 1;
 463     nbat->alloc((void **)&nbat->nbfp,
 464                 nbat->ntype*nbat->ntype*2*sizeof(*nbat->nbfp));
 465     nbat->alloc((void **)&nbat->nbfp_comb, nbat->ntype*2*sizeof(*nbat->nbfp_comb));
 466
 467     /* A tolerance of 1e-5 seems reasonable for (possibly hand-typed)
 468      * force-field floating point parameters.
 469      */
 470     tol = 1e-5;
 471     ptr = getenv("GMX_LJCOMB_TOL");
 472     if (ptr != NULL)
 473     {
 474         double dbl;
 475
 476         sscanf(ptr, "%lf", &dbl);
 477         tol = dbl;
 478     }
 479     bCombGeom = TRUE;
 480     bCombLB   = TRUE;
 481
 482     /* Temporarily fill nbat->nbfp_comb with sigma and epsilon
 483      * to check for the LB rule.
 484      */
 485     for (i = 0; i < ntype; i++)
 486     {
 487         c6  = nbfp[(i*ntype+i)*2  ]/6.0;
 488         c12 = nbfp[(i*ntype+i)*2+1]/12.0;
 489         if (c6 > 0 && c12 > 0)
 490         {
 491             nbat->nbfp_comb[i*2  ] = pow(c12/c6, 1.0/6.0);
 492             nbat->nbfp_comb[i*2+1] = 0.25*c6*c6/c12;
 493         }
 494         else if (c6 == 0 && c12 == 0)
 495         {
 496             nbat->nbfp_comb[i*2  ] = 0;
 497             nbat->nbfp_comb[i*2+1] = 0;
 498         }
 499         else
 500         {
 501             /* Can not use LB rule with only dispersion or repulsion */
 502             bCombLB = FALSE;
 503         }
 504     }
 505
 506     for (i = 0; i < nbat->ntype; i++)
 507     {
 508         for (j = 0; j < nbat->ntype; j++)
 509         {
 510             if (i < ntype && j < ntype)
 511             {
 512                 /* fr->nbfp has been updated, so that array too now stores c6/c12 including
 513                  * the 6.0/12.0 prefactors to save 2 flops in the most common case (force-only).
 514                  */
 515                 c6  = nbfp[(i*ntype+j)*2  ];
 516                 c12 = nbfp[(i*ntype+j)*2+1];
 517                 nbat->nbfp[(i*nbat->ntype+j)*2  ] = c6;
 518                 nbat->nbfp[(i*nbat->ntype+j)*2+1] = c12;
 519
 520                 /* Compare 6*C6 and 12*C12 for geometric cobination rule */
 521                 bCombGeom = bCombGeom &&
 522                     gmx_within_tol(c6*c6, nbfp[(i*ntype+i)*2  ]*nbfp[(j*ntype+j)*2  ], tol) &&
 523                     gmx_within_tol(c12*c12, nbfp[(i*ntype+i)*2+1]*nbfp[(j*ntype+j)*2+1], tol);
 524
 525                 /* Compare C6 and C12 for Lorentz-Berthelot combination rule */
 526                 c6     /= 6.0;
 527                 c12    /= 12.0;
 528                 bCombLB = bCombLB &&
 529                     ((c6 == 0 && c12 == 0 &&
 530                       (nbat->nbfp_comb[i*2+1] == 0 || nbat->nbfp_comb[j*2+1] == 0)) ||
 531                      (c6 > 0 && c12 > 0 &&
 532                       gmx_within_tol(pow(c12/c6, 1.0/6.0), 0.5*(nbat->nbfp_comb[i*2]+nbat->nbfp_comb[j*2]), tol) &&
 533                       gmx_within_tol(0.25*c6*c6/c12, sqrt(nbat->nbfp_comb[i*2+1]*nbat->nbfp_comb[j*2+1]), tol)));
 534             }
 535             else
 536             {
 537                 /* Add zero parameters for the additional dummy atom type */
 538                 nbat->nbfp[(i*nbat->ntype+j)*2  ] = 0;
 539                 nbat->nbfp[(i*nbat->ntype+j)*2+1] = 0;
 540             }
 541         }
 542     }
 543     if (debug)
 544     {
 545         fprintf(debug, "Combination rules: geometric %d Lorentz-Berthelot %d\n",
 546                 bCombGeom, bCombLB);
 547     }
 548
 549     simple = nbnxn_kernel_pairlist_simple(nb_kernel_type);
 550
 551     if (simple)
 552     {
 553         /* We prefer the geometic combination rule,
 554          * as that gives a slightly faster kernel than the LB rule.
 555          */
 556         if (bCombGeom)
 557         {
 558             nbat->comb_rule = ljcrGEOM;
 559         }
 560         else if (bCombLB)
 561         {
 562             nbat->comb_rule = ljcrLB;
 563         }
 564         else
 565         {
 566             nbat->comb_rule = ljcrNONE;
 567
 568             nbat->free(nbat->nbfp_comb);
 569         }
 570
 571         if (fp)
 572         {
 573             if (nbat->comb_rule == ljcrNONE)
 574             {
 575                 fprintf(fp, "Using full Lennard-Jones parameter combination matrix\n\n");
 576             }
 577             else
 578             {
 579                 fprintf(fp, "Using %s Lennard-Jones combination rule\n\n",
 580                         nbat->comb_rule == ljcrGEOM ? "geometric" : "Lorentz-Berthelot");
 581             }
 582         }
 583
 584         set_combination_rule_data(nbat);
 585     }
 586     else
 587     {
 588         nbat->comb_rule = ljcrNONE;
 589
 590         nbat->free(nbat->nbfp_comb);
 591     }
 592
 593     nbat->natoms  = 0;
 594     nbat->type    = NULL;
 595     nbat->lj_comb = NULL;
 596     if (simple)
 597     {
 598         int pack_x;
 599
 600         switch (nb_kernel_type)
 601         {
 602             case nbnxnk4xN_SIMD_4xN:
 603             case nbnxnk4xN_SIMD_2xNN:
 604                 pack_x = max(NBNXN_CPU_CLUSTER_I_SIZE,
 605                              nbnxn_kernel_to_cj_size(nb_kernel_type));
 606                 switch (pack_x)
 607                 {
 608                     case 4:
 609                         nbat->XFormat = nbatX4;
 610                         break;
 611                     case 8:
 612                         nbat->XFormat = nbatX8;
 613                         break;
 614                     default:
 615                         gmx_incons("Unsupported packing width");
 616                 }
 617                 break;
 618             default:
 619                 nbat->XFormat = nbatXYZ;
 620                 break;
 621         }
 622
 623         nbat->FFormat = nbat->XFormat;
 624     }
 625     else
 626     {
 627         nbat->XFormat = nbatXYZQ;
 628         nbat->FFormat = nbatXYZ;
 629     }
 630     nbat->q        = NULL;
 631     nbat->nenergrp = n_energygroups;
 632     if (!simple)
 633     {
 634         /* Energy groups not supported yet for super-sub lists */
 635         if (n_energygroups > 1 && fp != NULL)
 636         {
 637             fprintf(fp, "\nNOTE: With GPUs, reporting energy group contributions is not supported\n\n");
 638         }
 639         nbat->nenergrp = 1;
 640     }
 641     /* Temporary storage goes as #grp^3*simd_width^2/2, so limit to 64 */
 642     if (nbat->nenergrp > 64)
 643     {
 644         gmx_fatal(FARGS, "With NxN kernels not more than 64 energy groups are supported\n");
 645     }
 646     nbat->neg_2log = 1;
 647     while (nbat->nenergrp > (1<<nbat->neg_2log))
 648     {
 649         nbat->neg_2log++;
 650     }
 651     nbat->energrp = NULL;
 652     nbat->alloc((void **)&nbat->shift_vec, SHIFTS*sizeof(*nbat->shift_vec));
 653     nbat->xstride = (nbat->XFormat == nbatXYZQ ? STRIDE_XYZQ : DIM);
 654     nbat->fstride = (nbat->FFormat == nbatXYZQ ? STRIDE_XYZQ : DIM);
 655     nbat->x       = NULL;
 656
 657 #ifdef GMX_NBNXN_SIMD
 658     if (simple)
 659     {
 660         /* Set the diagonal cluster pair exclusion mask setup data.
 661          * In the kernel we check 0 < j - i to generate the masks.
 662          * Here we store j - i for generating the mask for the first i,
 663          * we substract 0.5 to avoid rounding issues.
 664          * In the kernel we can subtract 1 to generate the subsequent mask.
 665          */
 666         const int simd_width = GMX_NBNXN_SIMD_BITWIDTH/(sizeof(real)*8);
 667         int       simd_4xn_diag_size, real_excl, simd_excl_size, j, s;
 668
 669         simd_4xn_diag_size = max(NBNXN_CPU_CLUSTER_I_SIZE, simd_width);
 670         snew_aligned(nbat->simd_4xn_diag, simd_4xn_diag_size, NBNXN_MEM_ALIGN);
 671         for (j = 0; j < simd_4xn_diag_size; j++)
 672         {
 673             nbat->simd_4xn_diag[j] = j - 0.5;
 674         }
 675
 676         snew_aligned(nbat->simd_2xnn_diag, simd_width, NBNXN_MEM_ALIGN);
 677         for (j = 0; j < simd_width/2; j++)
 678         {
 679             /* The j-cluster size is half the SIMD width */
 680             nbat->simd_2xnn_diag[j]              = j - 0.5;
 681             /* The next half of the SIMD width is for i + 1 */
 682             nbat->simd_2xnn_diag[simd_width/2+j] = j - 1 - 0.5;
 683         }
 684
 685         /* We always use 32-bit integer exclusion masks. When we use
 686          * double precision, we fit two integers in a double SIMD register.
 687          */
 688         real_excl = sizeof(real)/sizeof(*nbat->simd_excl_mask);
 689         /* Set bits for use with both 4xN and 2x(N+N) kernels */
 690         simd_excl_size = NBNXN_CPU_CLUSTER_I_SIZE*simd_width*real_excl;
 691         snew_aligned(nbat->simd_excl_mask, simd_excl_size*real_excl, NBNXN_MEM_ALIGN);
 692         for (j = 0; j < simd_excl_size; j++)
 693         {
 694             /* Set the consecutive bits for masking pair exclusions.
 695              * For double a single-bit mask would be enough.
 696              * But using two bits avoids endianness issues.
 697              */
 698             for (s = 0; s < real_excl; s++)
 699             {
 700                 /* Set the consecutive bits for masking pair exclusions */
 701                 nbat->simd_excl_mask[j*real_excl + s] = (1U << j);
 702             }
 703         }
 704     }
 705 #endif
 706
 707     /* Initialize the output data structures */
 708     nbat->nout    = nout;
 709     snew(nbat->out, nbat->nout);
 710     nbat->nalloc  = 0;
 711     for (i = 0; i < nbat->nout; i++)
 712     {
 713         nbnxn_atomdata_output_init(&nbat->out[i],
 714                                    nb_kernel_type,
 715                                    nbat->nenergrp, 1<<nbat->neg_2log,
 716                                    nbat->alloc);
 717     }
 718     nbat->buffer_flags.flag        = NULL;
 719     nbat->buffer_flags.flag_nalloc = 0;
 720 }
 721
 722 static void copy_lj_to_nbat_lj_comb_x4(const real *ljparam_type,
 723                                        const int *type, int na,
 724                                        real *ljparam_at)
 725 {
 726     int is, k, i;
 727
 728     /* The LJ params follow the combination rule:
 729      * copy the params for the type array to the atom array.
 730      */
 731     for (is = 0; is < na; is += PACK_X4)
 732     {
 733         for (k = 0; k < PACK_X4; k++)
 734         {
 735             i = is + k;
 736             ljparam_at[is*2        +k] = ljparam_type[type[i]*2  ];
 737             ljparam_at[is*2+PACK_X4+k] = ljparam_type[type[i]*2+1];
 738         }
 739     }
 740 }
 741
 742 static void copy_lj_to_nbat_lj_comb_x8(const real *ljparam_type,
 743                                        const int *type, int na,
 744                                        real *ljparam_at)
 745 {
 746     int is, k, i;
 747
 748     /* The LJ params follow the combination rule:
 749      * copy the params for the type array to the atom array.
 750      */
 751     for (is = 0; is < na; is += PACK_X8)
 752     {
 753         for (k = 0; k < PACK_X8; k++)
 754         {
 755             i = is + k;
 756             ljparam_at[is*2        +k] = ljparam_type[type[i]*2  ];
 757             ljparam_at[is*2+PACK_X8+k] = ljparam_type[type[i]*2+1];
 758         }
 759     }
 760 }
 761
 762 /* Sets the atom type and LJ data in nbnxn_atomdata_t */
 763 static void nbnxn_atomdata_set_atomtypes(nbnxn_atomdata_t    *nbat,
 764                                          int                  ngrid,
 765                                          const nbnxn_search_t nbs,
 766                                          const int           *type)
 767 {
 768     int                 g, i, ncz, ash;
 769     const nbnxn_grid_t *grid;
 770
 771     for (g = 0; g < ngrid; g++)
 772     {
 773         grid = &nbs->grid[g];
 774
 775         /* Loop over all columns and copy and fill */
 776         for (i = 0; i < grid->ncx*grid->ncy; i++)
 777         {
 778             ncz = grid->cxy_ind[i+1] - grid->cxy_ind[i];
 779             ash = (grid->cell0 + grid->cxy_ind[i])*grid->na_sc;
 780
 781             copy_int_to_nbat_int(nbs->a+ash, grid->cxy_na[i], ncz*grid->na_sc,
 782                                  type, nbat->ntype-1, nbat->type+ash);
 783
 784             if (nbat->comb_rule != ljcrNONE)
 785             {
 786                 if (nbat->XFormat == nbatX4)
 787                 {
 788                     copy_lj_to_nbat_lj_comb_x4(nbat->nbfp_comb,
 789                                                nbat->type+ash, ncz*grid->na_sc,
 790                                                nbat->lj_comb+ash*2);
 791                 }
 792                 else if (nbat->XFormat == nbatX8)
 793                 {
 794                     copy_lj_to_nbat_lj_comb_x8(nbat->nbfp_comb,
 795                                                nbat->type+ash, ncz*grid->na_sc,
 796                                                nbat->lj_comb+ash*2);
 797                 }
 798             }
 799         }
 800     }
 801 }
 802
 803 /* Sets the charges in nbnxn_atomdata_t *nbat */
 804 static void nbnxn_atomdata_set_charges(nbnxn_atomdata_t    *nbat,
 805                                        int                  ngrid,
 806                                        const nbnxn_search_t nbs,
 807                                        const real          *charge)
 808 {
 809     int                 g, cxy, ncz, ash, na, na_round, i, j;
 810     real               *q;
 811     const nbnxn_grid_t *grid;
 812
 813     for (g = 0; g < ngrid; g++)
 814     {
 815         grid = &nbs->grid[g];
 816
 817         /* Loop over all columns and copy and fill */
 818         for (cxy = 0; cxy < grid->ncx*grid->ncy; cxy++)
 819         {
 820             ash      = (grid->cell0 + grid->cxy_ind[cxy])*grid->na_sc;
 821             na       = grid->cxy_na[cxy];
 822             na_round = (grid->cxy_ind[cxy+1] - grid->cxy_ind[cxy])*grid->na_sc;
 823
 824             if (nbat->XFormat == nbatXYZQ)
 825             {
 826                 q = nbat->x + ash*STRIDE_XYZQ + ZZ + 1;
 827                 for (i = 0; i < na; i++)
 828                 {
 829                     *q = charge[nbs->a[ash+i]];
 830                     q += STRIDE_XYZQ;
 831                 }
 832                 /* Complete the partially filled last cell with zeros */
 833                 for (; i < na_round; i++)
 834                 {
 835                     *q = 0;
 836                     q += STRIDE_XYZQ;
 837                 }
 838             }
 839             else
 840             {
 841                 q = nbat->q + ash;
 842                 for (i = 0; i < na; i++)
 843                 {
 844                     *q = charge[nbs->a[ash+i]];
 845                     q++;
 846                 }
 847                 /* Complete the partially filled last cell with zeros */
 848                 for (; i < na_round; i++)
 849                 {
 850                     *q = 0;
 851                     q++;
 852                 }
 853             }
 854         }
 855     }
 856 }
 857
 858 /* Copies the energy group indices to a reordered and packed array */
 859 static void copy_egp_to_nbat_egps(const int *a, int na, int na_round,
 860                                   int na_c, int bit_shift,
 861                                   const int *in, int *innb)
 862 {
 863     int i, j, sa, at;
 864     int comb;
 865
 866     j = 0;
 867     for (i = 0; i < na; i += na_c)
 868     {
 869         /* Store na_c energy group numbers into one int */
 870         comb = 0;
 871         for (sa = 0; sa < na_c; sa++)
 872         {
 873             at = a[i+sa];
 874             if (at >= 0)
 875             {
 876                 comb |= (GET_CGINFO_GID(in[at]) << (sa*bit_shift));
 877             }
 878         }
 879         innb[j++] = comb;
 880     }
 881     /* Complete the partially filled last cell with fill */
 882     for (; i < na_round; i += na_c)
 883     {
 884         innb[j++] = 0;
 885     }
 886 }
 887
 888 /* Set the energy group indices for atoms in nbnxn_atomdata_t */
 889 static void nbnxn_atomdata_set_energygroups(nbnxn_atomdata_t    *nbat,
 890                                             int                  ngrid,
 891                                             const nbnxn_search_t nbs,
 892                                             const int           *atinfo)
 893 {
 894     int                 g, i, ncz, ash;
 895     const nbnxn_grid_t *grid;
 896
 897     for (g = 0; g < ngrid; g++)
 898     {
 899         grid = &nbs->grid[g];
 900
 901         /* Loop over all columns and copy and fill */
 902         for (i = 0; i < grid->ncx*grid->ncy; i++)
 903         {
 904             ncz = grid->cxy_ind[i+1] - grid->cxy_ind[i];
 905             ash = (grid->cell0 + grid->cxy_ind[i])*grid->na_sc;
 906
 907             copy_egp_to_nbat_egps(nbs->a+ash, grid->cxy_na[i], ncz*grid->na_sc,
 908                                   nbat->na_c, nbat->neg_2log,
 909                                   atinfo, nbat->energrp+(ash>>grid->na_c_2log));
 910         }
 911     }
 912 }
 913
 914 /* Sets all required atom parameter data in nbnxn_atomdata_t */
 915 void nbnxn_atomdata_set(nbnxn_atomdata_t    *nbat,
 916                         int                  locality,
 917                         const nbnxn_search_t nbs,
 918                         const t_mdatoms     *mdatoms,
 919                         const int           *atinfo)
 920 {
 921     int ngrid;
 922
 923     if (locality == eatLocal)
 924     {
 925         ngrid = 1;
 926     }
 927     else
 928     {
 929         ngrid = nbs->ngrid;
 930     }
 931
 932     nbnxn_atomdata_set_atomtypes(nbat, ngrid, nbs, mdatoms->typeA);
 933
 934     nbnxn_atomdata_set_charges(nbat, ngrid, nbs, mdatoms->chargeA);
 935
 936     if (nbat->nenergrp > 1)
 937     {
 938         nbnxn_atomdata_set_energygroups(nbat, ngrid, nbs, atinfo);
 939     }
 940 }
 941
 942 /* Copies the shift vector array to nbnxn_atomdata_t */
 943 void nbnxn_atomdata_copy_shiftvec(gmx_bool          bDynamicBox,
 944                                   rvec             *shift_vec,
 945                                   nbnxn_atomdata_t *nbat)
 946 {
 947     int i;
 948
 949     nbat->bDynamicBox = bDynamicBox;
 950     for (i = 0; i < SHIFTS; i++)
 951     {
 952         copy_rvec(shift_vec[i], nbat->shift_vec[i]);
 953     }
 954 }
 955
 956 /* Copies (and reorders) the coordinates to nbnxn_atomdata_t */
 957 void nbnxn_atomdata_copy_x_to_nbat_x(const nbnxn_search_t nbs,
 958                                      int                  locality,
 959                                      gmx_bool             FillLocal,
 960                                      rvec                *x,
 961                                      nbnxn_atomdata_t    *nbat)
 962 {
 963     int g0 = 0, g1 = 0;
 964     int nth, th;
 965
 966     switch (locality)
 967     {
 968         case eatAll:
 969             g0 = 0;
 970             g1 = nbs->ngrid;
 971             break;
 972         case eatLocal:
 973             g0 = 0;
 974             g1 = 1;
 975             break;
 976         case eatNonlocal:
 977             g0 = 1;
 978             g1 = nbs->ngrid;
 979             break;
 980     }
 981
 982     if (FillLocal)
 983     {
 984         nbat->natoms_local = nbs->grid[0].nc*nbs->grid[0].na_sc;
 985     }
 986
 987     nth = gmx_omp_nthreads_get(emntPairsearch);
 988
 989 #pragma omp parallel for num_threads(nth) schedule(static)
 990     for (th = 0; th < nth; th++)
 991     {
 992         int g;
 993
 994         for (g = g0; g < g1; g++)
 995         {
 996             const nbnxn_grid_t *grid;
 997             int                 cxy0, cxy1, cxy;
 998
 999             grid = &nbs->grid[g];
1000
1001             cxy0 = (grid->ncx*grid->ncy* th   +nth-1)/nth;
1002             cxy1 = (grid->ncx*grid->ncy*(th+1)+nth-1)/nth;
1003
1004             for (cxy = cxy0; cxy < cxy1; cxy++)
1005             {
1006                 int na, ash, na_fill;
1007
1008                 na  = grid->cxy_na[cxy];
1009                 ash = (grid->cell0 + grid->cxy_ind[cxy])*grid->na_sc;
1010
1011                 if (g == 0 && FillLocal)
1012                 {
1013                     na_fill =
1014                         (grid->cxy_ind[cxy+1] - grid->cxy_ind[cxy])*grid->na_sc;
1015                 }
1016                 else
1017                 {
1018                     /* We fill only the real particle locations.
1019                      * We assume the filling entries at the end have been
1020                      * properly set before during ns.
1021                      */
1022                     na_fill = na;
1023                 }
1024                 copy_rvec_to_nbat_real(nbs->a+ash, na, na_fill, x,
1025                                        nbat->XFormat, nbat->x, ash,
1026                                        0, 0, 0);
1027             }
1028         }
1029     }
1030 }
1031
1032 static void
1033 nbnxn_atomdata_clear_reals(real * gmx_restrict dest,
1034                            int i0, int i1)
1035 {
1036     int i;
1037
1038     for (i = i0; i < i1; i++)
1039     {
1040         dest[i] = 0;
1041     }
1042 }
1043
1044 static void
1045 nbnxn_atomdata_reduce_reals(real * gmx_restrict dest,
1046                             gmx_bool bDestSet,
1047                             real ** gmx_restrict src,
1048                             int nsrc,
1049                             int i0, int i1)
1050 {
1051     int i, s;
1052
1053     if (bDestSet)
1054     {
1055         /* The destination buffer contains data, add to it */
1056         for (i = i0; i < i1; i++)
1057         {
1058             for (s = 0; s < nsrc; s++)
1059             {
1060                 dest[i] += src[s][i];
1061             }
1062         }
1063     }
1064     else
1065     {
1066         /* The destination buffer is unitialized, set it first */
1067         for (i = i0; i < i1; i++)
1068         {
1069             dest[i] = src[0][i];
1070             for (s = 1; s < nsrc; s++)
1071             {
1072                 dest[i] += src[s][i];
1073             }
1074         }
1075     }
1076 }
1077
1078 static void
1079 nbnxn_atomdata_reduce_reals_simd(real * gmx_restrict dest,
1080                                  gmx_bool bDestSet,
1081                                  real ** gmx_restrict src,
1082                                  int nsrc,
1083                                  int i0, int i1)
1084 {
1085 #ifdef GMX_NBNXN_SIMD
1086 /* The SIMD width here is actually independent of that in the kernels,
1087  * but we use the same width for simplicity (usually optimal anyhow).
1088  */
1089 #ifdef GMX_NBNXN_HALF_WIDTH_SIMD
1090 #define GMX_USE_HALF_WIDTH_SIMD_HERE
1091 #endif
1092 #include "gmx_simd_macros.h"
1093
1094     int       i, s;
1095     gmx_mm_pr dest_SSE, src_SSE;
1096
1097     if (bDestSet)
1098     {
1099         for (i = i0; i < i1; i += GMX_SIMD_WIDTH_HERE)
1100         {
1101             dest_SSE = gmx_load_pr(dest+i);
1102             for (s = 0; s < nsrc; s++)
1103             {
1104                 src_SSE  = gmx_load_pr(src[s]+i);
1105                 dest_SSE = gmx_add_pr(dest_SSE, src_SSE);
1106             }
1107             gmx_store_pr(dest+i, dest_SSE);
1108         }
1109     }
1110     else
1111     {
1112         for (i = i0; i < i1; i += GMX_SIMD_WIDTH_HERE)
1113         {
1114             dest_SSE = gmx_load_pr(src[0]+i);
1115             for (s = 1; s < nsrc; s++)
1116             {
1117                 src_SSE  = gmx_load_pr(src[s]+i);
1118                 dest_SSE = gmx_add_pr(dest_SSE, src_SSE);
1119             }
1120             gmx_store_pr(dest+i, dest_SSE);
1121         }
1122     }
1123 #endif
1124 }
1125
1126 /* Add part of the force array(s) from nbnxn_atomdata_t to f */
1127 static void
1128 nbnxn_atomdata_add_nbat_f_to_f_part(const nbnxn_search_t nbs,
1129                                     const nbnxn_atomdata_t *nbat,
1130                                     nbnxn_atomdata_output_t *out,
1131                                     int nfa,
1132                                     int a0, int a1,
1133                                     rvec *f)
1134 {
1135     int         a, i, fa;
1136     const int  *cell;
1137     const real *fnb;
1138
1139     cell = nbs->cell;
1140
1141     /* Loop over all columns and copy and fill */
1142     switch (nbat->FFormat)
1143     {
1144         case nbatXYZ:
1145         case nbatXYZQ:
1146             if (nfa == 1)
1147             {
1148                 fnb = out[0].f;
1149
1150                 for (a = a0; a < a1; a++)
1151                 {
1152                     i = cell[a]*nbat->fstride;
1153
1154                     f[a][XX] += fnb[i];
1155                     f[a][YY] += fnb[i+1];
1156                     f[a][ZZ] += fnb[i+2];
1157                 }
1158             }
1159             else
1160             {
1161                 for (a = a0; a < a1; a++)
1162                 {
1163                     i = cell[a]*nbat->fstride;
1164
1165                     for (fa = 0; fa < nfa; fa++)
1166                     {
1167                         f[a][XX] += out[fa].f[i];
1168                         f[a][YY] += out[fa].f[i+1];
1169                         f[a][ZZ] += out[fa].f[i+2];
1170                     }
1171                 }
1172             }
1173             break;
1174         case nbatX4:
1175             if (nfa == 1)
1176             {
1177                 fnb = out[0].f;
1178
1179                 for (a = a0; a < a1; a++)
1180                 {
1181                     i = X4_IND_A(cell[a]);
1182
1183                     f[a][XX] += fnb[i+XX*PACK_X4];
1184                     f[a][YY] += fnb[i+YY*PACK_X4];
1185                     f[a][ZZ] += fnb[i+ZZ*PACK_X4];
1186                 }
1187             }
1188             else
1189             {
1190                 for (a = a0; a < a1; a++)
1191                 {
1192                     i = X4_IND_A(cell[a]);
1193
1194                     for (fa = 0; fa < nfa; fa++)
1195                     {
1196                         f[a][XX] += out[fa].f[i+XX*PACK_X4];
1197                         f[a][YY] += out[fa].f[i+YY*PACK_X4];
1198                         f[a][ZZ] += out[fa].f[i+ZZ*PACK_X4];
1199                     }
1200                 }
1201             }
1202             break;
1203         case nbatX8:
1204             if (nfa == 1)
1205             {
1206                 fnb = out[0].f;
1207
1208                 for (a = a0; a < a1; a++)
1209                 {
1210                     i = X8_IND_A(cell[a]);
1211
1212                     f[a][XX] += fnb[i+XX*PACK_X8];
1213                     f[a][YY] += fnb[i+YY*PACK_X8];
1214                     f[a][ZZ] += fnb[i+ZZ*PACK_X8];
1215                 }
1216             }
1217             else
1218             {
1219                 for (a = a0; a < a1; a++)
1220                 {
1221                     i = X8_IND_A(cell[a]);
1222
1223                     for (fa = 0; fa < nfa; fa++)
1224                     {
1225                         f[a][XX] += out[fa].f[i+XX*PACK_X8];
1226                         f[a][YY] += out[fa].f[i+YY*PACK_X8];
1227                         f[a][ZZ] += out[fa].f[i+ZZ*PACK_X8];
1228                     }
1229                 }
1230             }
1231             break;
1232         default:
1233             gmx_incons("Unsupported nbnxn_atomdata_t format");
1234     }
1235 }
1236
1237 /* Add the force array(s) from nbnxn_atomdata_t to f */
1238 void nbnxn_atomdata_add_nbat_f_to_f(const nbnxn_search_t    nbs,
1239                                     int                     locality,
1240                                     const nbnxn_atomdata_t *nbat,
1241                                     rvec                   *f)
1242 {
1243     int a0 = 0, na = 0;
1244     int nth, th;
1245
1246     nbs_cycle_start(&nbs->cc[enbsCCreducef]);
1247
1248     switch (locality)
1249     {
1250         case eatAll:
1251             a0 = 0;
1252             na = nbs->natoms_nonlocal;
1253             break;
1254         case eatLocal:
1255             a0 = 0;
1256             na = nbs->natoms_local;
1257             break;
1258         case eatNonlocal:
1259             a0 = nbs->natoms_local;
1260             na = nbs->natoms_nonlocal - nbs->natoms_local;
1261             break;
1262     }
1263
1264     nth = gmx_omp_nthreads_get(emntNonbonded);
1265
1266     if (nbat->nout > 1)
1267     {
1268         if (locality != eatAll)
1269         {
1270             gmx_incons("add_f_to_f called with nout>1 and locality!=eatAll");
1271         }
1272
1273         /* Reduce the force thread output buffers into buffer 0, before adding
1274          * them to the, differently ordered, "real" force buffer.
1275          */
1276 #pragma omp parallel for num_threads(nth) schedule(static)
1277         for (th = 0; th < nth; th++)
1278         {
1279             const nbnxn_buffer_flags_t *flags;
1280             int   b0, b1, b;
1281             int   i0, i1;
1282             int   nfptr;
1283             real *fptr[NBNXN_BUFFERFLAG_MAX_THREADS];
1284             int   out;
1285
1286             flags = &nbat->buffer_flags;
1287
1288             /* Calculate the cell-block range for our thread */
1289             b0 = (flags->nflag* th   )/nth;
1290             b1 = (flags->nflag*(th+1))/nth;
1291
1292             for (b = b0; b < b1; b++)
1293             {
1294                 i0 =  b   *NBNXN_BUFFERFLAG_SIZE*nbat->fstride;
1295                 i1 = (b+1)*NBNXN_BUFFERFLAG_SIZE*nbat->fstride;
1296
1297                 nfptr = 0;
1298                 for (out = 1; out < nbat->nout; out++)
1299                 {
1300                     if (flags->flag[b] & (1U<<out))
1301                     {
1302                         fptr[nfptr++] = nbat->out[out].f;
1303                     }
1304                 }
1305                 if (nfptr > 0)
1306                 {
1307 #ifdef GMX_NBNXN_SIMD
1308                     nbnxn_atomdata_reduce_reals_simd
1309 #else
1310                     nbnxn_atomdata_reduce_reals
1311 #endif
1312                         (nbat->out[0].f,
1313                         flags->flag[b] & (1U<<0),
1314                         fptr, nfptr,
1315                         i0, i1);
1316                 }
1317                 else if (!(flags->flag[b] & (1U<<0)))
1318                 {
1319                     nbnxn_atomdata_clear_reals(nbat->out[0].f,
1320                                                i0, i1);
1321                 }
1322             }
1323         }
1324     }
1325
1326 #pragma omp parallel for num_threads(nth) schedule(static)
1327     for (th = 0; th < nth; th++)
1328     {
1329         nbnxn_atomdata_add_nbat_f_to_f_part(nbs, nbat,
1330                                             nbat->out,
1331                                             1,
1332                                             a0+((th+0)*na)/nth,
1333                                             a0+((th+1)*na)/nth,
1334                                             f);
1335     }
1336
1337     nbs_cycle_stop(&nbs->cc[enbsCCreducef]);
1338 }
1339
1340 /* Adds the shift forces from nbnxn_atomdata_t to fshift */
1341 void nbnxn_atomdata_add_nbat_fshift_to_fshift(const nbnxn_atomdata_t *nbat,
1342                                               rvec                   *fshift)
1343 {
1344     const nbnxn_atomdata_output_t *out;
1345     int  th;
1346     int  s;
1347     rvec sum;
1348
1349     out = nbat->out;
1350
1351     for (s = 0; s < SHIFTS; s++)
1352     {
1353         clear_rvec(sum);
1354         for (th = 0; th < nbat->nout; th++)
1355         {
1356             sum[XX] += out[th].fshift[s*DIM+XX];
1357             sum[YY] += out[th].fshift[s*DIM+YY];
1358             sum[ZZ] += out[th].fshift[s*DIM+ZZ];
1359         }
1360         rvec_inc(fshift[s], sum);
1361     }
1362 }