src/gromacs/mdlib/nbnxn_kernels/nbnxn_kernel_file_generator/nbnxn_kernel_simd_template.c.pre

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014, 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 #include "config.h"
  36
  37 #include "typedefs.h"
  38
  39 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_simd.h"
  40
  41 #ifdef {0}
  42
  43 {1}#include "gromacs/simd/vector_operations.h"
  44
  45 {2}
  46 #define GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE {3}
  47 #include "{4}"
  48 #include "../nbnxn_kernel_common.h"
  49 #include "gmx_omp_nthreads.h"
  50 #include "types/force_flags.h"
  51 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  52
  53 /*! \brief Kinds of electrostatic treatments in SIMD Verlet kernels
  54  */
  55 enum {{
  56     coulktRF, coulktTAB, coulktTAB_TWIN, coulktEWALD, coulktEWALD_TWIN, coulktNR
  57 }};
  58
  59 /*! \brief Kinds of Van der Waals treatments in SIMD Verlet kernels
  60  */
  61 enum {{
  62     vdwktLJCUT_COMBGEOM, vdwktLJCUT_COMBLB, vdwktLJCUT_COMBNONE, vdwktLJFORCESWITCH, vdwktLJPOTSWITCH, vdwktLJEWALDCOMBGEOM, vdwktNR
  63 }};
  64
  65 /* Declare and define the kernel function pointer lookup tables.
  66  * The minor index of the array goes over both the LJ combination rules,
  67  * which is only supported by plain cut-off, and the LJ switch/PME functions.
  68  */
  69 static p_nbk_func_noener p_nbk_noener[coulktNR][vdwktNR] =
  70 {7}
  71 static p_nbk_func_ener p_nbk_ener[coulktNR][vdwktNR] =
  72 {8}
  73 static p_nbk_func_ener p_nbk_energrp[coulktNR][vdwktNR] =
  74 {9}
  75
  76 static void
  77 reduce_group_energies(int ng, int ng_2log,
  78                       const real *VSvdw, const real *VSc,
  79                       real *Vvdw, real *Vc)
  80 {{
  81     const int unrollj      = GMX_SIMD_REAL_WIDTH/GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE;
  82     const int unrollj_half = unrollj/2;
  83     int       ng_p2, i, j, j0, j1, c, s;
  84
  85     ng_p2 = (1<<ng_2log);
  86
  87     /* The size of the x86 SIMD energy group buffer array is:
  88      * ng*ng*ng_p2*unrollj_half*simd_width
  89      */
  90     for (i = 0; i < ng; i++)
  91     {{
  92         for (j = 0; j < ng; j++)
  93         {{
  94             Vvdw[i*ng+j] = 0;
  95             Vc[i*ng+j]   = 0;
  96         }}
  97
  98         for (j1 = 0; j1 < ng; j1++)
  99         {{
 100             for (j0 = 0; j0 < ng; j0++)
 101             {{
 102                 c = ((i*ng + j1)*ng_p2 + j0)*unrollj_half*unrollj;
 103                 for (s = 0; s < unrollj_half; s++)
 104                 {{
 105                     Vvdw[i*ng+j0] += VSvdw[c+0];
 106                     Vvdw[i*ng+j1] += VSvdw[c+1];
 107                     Vc  [i*ng+j0] += VSc  [c+0];
 108                     Vc  [i*ng+j1] += VSc  [c+1];
 109                     c             += unrollj + 2;
 110                 }}
 111             }}
 112         }}
 113     }}
 114 }}
 115
 116 #else /* {0} */
 117
 118 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
 119
 120 #endif /* {0} */
 121
 122 void
 123 {5}(nbnxn_pairlist_set_t      gmx_unused *nbl_list,
 124 {6}const nbnxn_atomdata_t    gmx_unused *nbat,
 125 {6}const interaction_const_t gmx_unused *ic,
 126 {6}int                       gmx_unused  ewald_excl,
 127 {6}rvec                      gmx_unused *shift_vec,
 128 {6}int                       gmx_unused  force_flags,
 129 {6}int                       gmx_unused  clearF,
 130 {6}real                      gmx_unused *fshift,
 131 {6}real                      gmx_unused *Vc,
 132 {6}real                      gmx_unused *Vvdw)
 133 #ifdef {0}
 134 {{
 135     int                nnbl;
 136     nbnxn_pairlist_t **nbl;
 137     int                coulkt, vdwkt = 0;
 138     int                nb;
 139
 140     nnbl = nbl_list->nnbl;
 141     nbl  = nbl_list->nbl;
 142
 143     if (EEL_RF(ic->eeltype) || ic->eeltype == eelCUT)
 144     {{
 145         coulkt = coulktRF;
 146     }}
 147     else
 148     {{
 149         if (ewald_excl == ewaldexclTable)
 150         {{
 151             if (ic->rcoulomb == ic->rvdw)
 152             {{
 153                 coulkt = coulktTAB;
 154             }}
 155             else
 156             {{
 157                 coulkt = coulktTAB_TWIN;
 158             }}
 159         }}
 160         else
 161         {{
 162             if (ic->rcoulomb == ic->rvdw)
 163             {{
 164                 coulkt = coulktEWALD;
 165             }}
 166             else
 167             {{
 168                 coulkt = coulktEWALD_TWIN;
 169             }}
 170         }}
 171     }}
 172
 173     if (ic->vdwtype == evdwCUT)
 174     {{
 175         switch (ic->vdw_modifier)
 176         {{
 177             case eintmodNONE:
 178             case eintmodPOTSHIFT:
 179                 switch (nbat->comb_rule)
 180                 {{
 181                     case ljcrGEOM: vdwkt = vdwktLJCUT_COMBGEOM; break;
 182                     case ljcrLB:   vdwkt = vdwktLJCUT_COMBLB;   break;
 183                     case ljcrNONE: vdwkt = vdwktLJCUT_COMBNONE; break;
 184                     default:       gmx_incons("Unknown combination rule");
 185                 }}
 186                 break;
 187             case eintmodFORCESWITCH:
 188                 vdwkt = vdwktLJFORCESWITCH;
 189                 break;
 190             case eintmodPOTSWITCH:
 191                 vdwkt = vdwktLJPOTSWITCH;
 192                 break;
 193             default:
 194                 gmx_incons("Unsupported VdW interaction modifier");
 195         }}
 196     }}
 197     else if (ic->vdwtype == evdwPME)
 198     {{
 199         if (ic->ljpme_comb_rule == eljpmeLB)
 200         {{
 201             gmx_incons("The nbnxn SIMD kernels don't suport LJ-PME with LB");
 202         }}
 203         vdwkt = vdwktLJEWALDCOMBGEOM;
 204     }}
 205     else
 206     {{
 207         gmx_incons("Unsupported VdW interaction type");
 208     }}
 209
 210 #pragma omp parallel for schedule(static) num_threads(gmx_omp_nthreads_get(emntNonbonded))
 211     for (nb = 0; nb < nnbl; nb++)
 212     {{
 213         nbnxn_atomdata_output_t *out;
 214         real                    *fshift_p;
 215
 216         out = &nbat->out[nb];
 217
 218         if (clearF == enbvClearFYes)
 219         {{
 220             clear_f(nbat, nb, out->f);
 221         }}
 222
 223         if ((force_flags & GMX_FORCE_VIRIAL) && nnbl == 1)
 224         {{
 225             fshift_p = fshift;
 226         }}
 227         else
 228         {{
 229             fshift_p = out->fshift;
 230
 231             if (clearF == enbvClearFYes)
 232             {{
 233                 clear_fshift(fshift_p);
 234             }}
 235         }}
 236
 237         if (!(force_flags & GMX_FORCE_ENERGY))
 238         {{
 239             /* Don't calculate energies */
 240             p_nbk_noener[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 241                                         ic,
 242                                         shift_vec,
 243                                         out->f,
 244                                         fshift_p);
 245         }}
 246         else if (out->nV == 1)
 247         {{
 248             /* No energy groups */
 249             out->Vvdw[0] = 0;
 250             out->Vc[0]   = 0;
 251
 252             p_nbk_ener[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 253                                       ic,
 254                                       shift_vec,
 255                                       out->f,
 256                                       fshift_p,
 257                                       out->Vvdw,
 258                                       out->Vc);
 259         }}
 260         else
 261         {{
 262             /* Calculate energy group contributions */
 263             int i;
 264
 265             for (i = 0; i < out->nVS; i++)
 266             {{
 267                 out->VSvdw[i] = 0;
 268             }}
 269             for (i = 0; i < out->nVS; i++)
 270             {{
 271                 out->VSc[i] = 0;
 272             }}
 273
 274             p_nbk_energrp[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 275                                          ic,
 276                                          shift_vec,
 277                                          out->f,
 278                                          fshift_p,
 279                                          out->VSvdw,
 280                                          out->VSc);
 281
 282             reduce_group_energies(nbat->nenergrp, nbat->neg_2log,
 283                                   out->VSvdw, out->VSc,
 284                                   out->Vvdw, out->Vc);
 285         }}
 286     }}
 287
 288     if (force_flags & GMX_FORCE_ENERGY)
 289     {{
 290         reduce_energies_over_lists(nbat, nnbl, Vvdw, Vc);
 291     }}
 292 }}
 293 #else
 294 {{
 295     gmx_incons("{5} called when such kernels "
 296                " are not enabled.");
 297 }}
 298 #endif
 299 #undef GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE