src/gromacs/mdlib/tests/leapfrogtestrunners_gpu.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 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 /*! \internal \file
  36  * \brief Runner for GPU version of the integrator
  37  *
  38  * Handles GPU data management and actual numerical integration.
  39  *
  40  * \author Artem Zhmurov <zhmurov@gmail.com>
  41  * \ingroup module_mdlib
  42  */
  43 #include "gmxpre.h"
  44
  45 #include "config.h"
  46
  47 #include <gtest/gtest.h>
  48
  49 #include "leapfrogtestrunners.h"
  50
  51 #if GMX_GPU_CUDA
  52 #    include "gromacs/gpu_utils/devicebuffer.cuh"
  53 #endif
  54 #if GMX_GPU_SYCL
  55 #    include "gromacs/gpu_utils/devicebuffer_sycl.h"
  56 #endif
  57
  58 #if HAVE_GPU_LEAPFROG
  59 #    include "gromacs/mdlib/leapfrog_gpu.h"
  60 #endif
  61
  62 #include "gromacs/hardware/device_information.h"
  63 #include "gromacs/mdlib/stat.h"
  64
  65 namespace gmx
  66 {
  67 namespace test
  68 {
  69
  70 #if HAVE_GPU_LEAPFROG
  71 void LeapFrogDeviceTestRunner::integrate(LeapFrogTestData* testData, int numSteps)
  72 {
  73     const DeviceContext& deviceContext = testDevice_.deviceContext();
  74     const DeviceStream&  deviceStream  = testDevice_.deviceStream();
  75     setActiveDevice(testDevice_.deviceInfo());
  76
  77     int numAtoms = testData->numAtoms_;
  78
  79     static_assert(sizeof(float3) == sizeof(*testData->x_.data()), "Incompatible types");
  80
  81     float3* h_x  = reinterpret_cast<float3*>(testData->x_.data());
  82     float3* h_xp = reinterpret_cast<float3*>(testData->xPrime_.data());
  83     float3* h_v  = reinterpret_cast<float3*>(testData->v_.data());
  84     float3* h_f  = reinterpret_cast<float3*>(testData->f_.data());
  85
  86     DeviceBuffer<float3> d_x, d_xp, d_v, d_f;
  87
  88     allocateDeviceBuffer(&d_x, numAtoms, deviceContext);
  89     allocateDeviceBuffer(&d_xp, numAtoms, deviceContext);
  90     allocateDeviceBuffer(&d_v, numAtoms, deviceContext);
  91     allocateDeviceBuffer(&d_f, numAtoms, deviceContext);
  92
  93     copyToDeviceBuffer(&d_x, h_x, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
  94     copyToDeviceBuffer(&d_xp, h_xp, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
  95     copyToDeviceBuffer(&d_v, h_v, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
  96     copyToDeviceBuffer(&d_f, h_f, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
  97
  98     auto integrator = std::make_unique<LeapFrogGpu>(deviceContext, deviceStream);
  99
 100     integrator->set(testData->numAtoms_,
 101                     testData->inverseMasses_.data(),
 102                     testData->numTCoupleGroups_,
 103                     testData->mdAtoms_.cTC);
 104
 105     bool doTempCouple = testData->numTCoupleGroups_ > 0;
 106     for (int step = 0; step < numSteps; step++)
 107     {
 108         // This follows the logic of the CPU-based implementation
 109         bool doPressureCouple = testData->doPressureCouple_
 110                                 && do_per_step(step + testData->inputRecord_.nstpcouple - 1,
 111                                                testData->inputRecord_.nstpcouple);
 112         integrator->integrate(d_x,
 113                               d_xp,
 114                               d_v,
 115                               d_f,
 116                               testData->timestep_,
 117                               doTempCouple,
 118                               testData->kineticEnergyData_.tcstat,
 119                               doPressureCouple,
 120                               testData->dtPressureCouple_,
 121                               testData->velocityScalingMatrix_);
 122     }
 123
 124     copyFromDeviceBuffer(h_xp, &d_x, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 125     copyFromDeviceBuffer(h_v, &d_v, 0, numAtoms, deviceStream, GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 126
 127     freeDeviceBuffer(&d_x);
 128     freeDeviceBuffer(&d_xp);
 129     freeDeviceBuffer(&d_v);
 130     freeDeviceBuffer(&d_f);
 131 }
 132
 133 #else // HAVE_GPU_LEAPFROG
 134
 135 void LeapFrogDeviceTestRunner::integrate(LeapFrogTestData* /* testData */, int /* numSteps */)
 136 {
 137     GMX_UNUSED_VALUE(testDevice_);
 138     FAIL() << "Dummy Leap-Frog GPU function was called instead of the real one.";
 139 }
 140
 141 #endif // HAVE_GPU_LEAPFROG
 142
 143 } // namespace test
 144 } // namespace gmx