src/gromacs/mdlib/tests/leapfrogtestdata.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019, 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 Defines the class to accumulate the data needed for the Leap-Frog integrator tests
  37  *
  38  * \author Artem Zhmurov <zhmurov@gmail.com>
  39  * \ingroup module_mdlib
  40  */
  41 #include "gmxpre.h"
  42
  43 #include "leapfrogtestdata.h"
  44
  45 #include <assert.h>
  46
  47 #include <cmath>
  48
  49 #include <algorithm>
  50 #include <unordered_map>
  51 #include <vector>
  52
  53 #include <gtest/gtest.h>
  54
  55 #include "gromacs/gpu_utils/gpu_utils.h"
  56 #include "gromacs/math/vec.h"
  57 #include "gromacs/math/vectypes.h"
  58 #include "gromacs/mdtypes/mdatom.h"
  59 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  60 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  61
  62 #include "testutils/refdata.h"
  63 #include "testutils/testasserts.h"
  64
  65 namespace gmx
  66 {
  67 namespace test
  68 {
  69
  70 LeapFrogTestData::LeapFrogTestData(int numAtoms, real timestep, const rvec v0, const rvec f0) :
  71     numAtoms_(numAtoms),
  72     timestep_(timestep),
  73     x0_(numAtoms_),
  74     x_(numAtoms_),
  75     xPrime_(numAtoms_),
  76     v0_(numAtoms_),
  77     v_(numAtoms_),
  78     f_(numAtoms_),
  79     inverseMasses_(numAtoms_),
  80     inverseMassesPerDim_(numAtoms_)
  81 {
  82     mdAtoms_.nr = numAtoms_;
  83
  84     for (int i = 0; i < numAtoms_; i++)
  85     {
  86         // Typical PBC box size is tens of nanometers
  87         x_[i][XX] = (i%21)*1.0;
  88         x_[i][YY] = 6.5 + (i%13)*(-1.0);
  89         x_[i][ZZ] = (i%32)*(0.0);
  90
  91         for (int d = 0; d < DIM; d++)
  92         {
  93             xPrime_[i][d] = 0.0;
  94             // Thermal velocity is ~1 nm/ps (|v0| = 1-2 nm/ps)
  95             v_[i][d] = v0[d];
  96             // TODO Check what value typical MD forces have (now ~ 1 kJ/mol/nm)
  97             f_[i][d] = f0[d];
  98
  99             x0_[i][d] = x_[i][d];
 100             v0_[i][d] = v_[i][d];
 101         }
 102         // Atom masses are ~1-100 g/mol
 103         inverseMasses_[i] = 1.0/(1.0 + i%100);
 104         for (int d = 0; d < DIM; d++)
 105         {
 106             inverseMassesPerDim_[i][d] = inverseMasses_[i];
 107         }
 108     }
 109     mdAtoms_.invmass       = inverseMasses_.data();
 110     mdAtoms_.invMassPerDim = as_rvec_array(inverseMassesPerDim_.data());
 111
 112     // Data needed for current CPU-based implementation
 113     inputRecord_.eI      = eiMD;
 114     inputRecord_.delta_t = timestep_;
 115     inputRecord_.etc     = etcNO;
 116     inputRecord_.epc     = epcNO;
 117
 118     state_.flags = 0;
 119
 120     state_.box[XX][XX] = 10.0;
 121     state_.box[XX][YY] = 0.0;
 122     state_.box[XX][ZZ] = 0.0;
 123
 124     state_.box[YY][XX] = 0.0;
 125     state_.box[YY][YY] = 10.0;
 126     state_.box[YY][ZZ] = 0.0;
 127
 128     state_.box[ZZ][XX] = 0.0;
 129     state_.box[ZZ][YY] = 0.0;
 130     state_.box[ZZ][ZZ] = 10.0;
 131
 132     kineticEnergyData_.bNEMD            = false;
 133     kineticEnergyData_.cosacc.cos_accel = 0.0;
 134     t_grp_tcstat temperatureCouplingGroupData;
 135     temperatureCouplingGroupData.lambda = 1;
 136     kineticEnergyData_.tcstat.emplace_back(temperatureCouplingGroupData);
 137
 138     kineticEnergyData_.nthreads = 1;
 139     snew(kineticEnergyData_.ekin_work_alloc, kineticEnergyData_.nthreads);
 140     snew(kineticEnergyData_.ekin_work, kineticEnergyData_.nthreads);
 141     snew(kineticEnergyData_.dekindl_work, kineticEnergyData_.nthreads);
 142
 143     mdAtoms_.homenr                   = numAtoms_;
 144     mdAtoms_.haveVsites               = false;
 145     mdAtoms_.havePartiallyFrozenAtoms = false;
 146     snew(mdAtoms_.cTC, numAtoms_);
 147     for (int i = 0; i < numAtoms_; i++)
 148     {
 149         mdAtoms_.cTC[i] = 0;
 150     }
 151
 152     prVScalingMatrix_[XX][XX] = 1.0;
 153     prVScalingMatrix_[XX][YY] = 0.0;
 154     prVScalingMatrix_[XX][ZZ] = 0.0;
 155
 156     prVScalingMatrix_[YY][XX] = 0.0;
 157     prVScalingMatrix_[YY][YY] = 1.0;
 158     prVScalingMatrix_[YY][ZZ] = 0.0;
 159
 160     prVScalingMatrix_[ZZ][XX] = 0.0;
 161     prVScalingMatrix_[ZZ][YY] = 0.0;
 162     prVScalingMatrix_[ZZ][ZZ] = 1.0;
 163
 164     update_ = std::make_unique<Update>(&inputRecord_, nullptr);
 165     update_->setNumAtoms(numAtoms);
 166 }
 167
 168 LeapFrogTestData::~LeapFrogTestData()
 169 {
 170     sfree(mdAtoms_.cTC);
 171 }
 172
 173 }  // namespace test
 174 }  // namespace gmx