src/gromacs/nbnxm/kernels_reference/kernel_ref_prune.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017,2018,2019, 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
  36 #include "gmxpre.h"
  37
  38 #include "kernel_ref_prune.h"
  39
  40 #include "gromacs/nbnxm/atomdata.h"
  41 #include "gromacs/nbnxm/pairlist.h"
  42 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  43
  44 /* Prune a single NbnxnPairlistCpu entry with distance rlistInner */
  45 void nbnxn_kernel_prune_ref(NbnxnPairlistCpu*       nbl,
  46                             const nbnxn_atomdata_t* nbat,
  47                             const rvec* gmx_restrict shift_vec,
  48                             real                     rlistInner)
  49 {
  50     /* We avoid push_back() for efficiency reasons and resize after filling */
  51     nbl->ci.resize(nbl->ciOuter.size());
  52     nbl->cj.resize(nbl->cjOuter.size());
  53
  54     const nbnxn_ci_t* gmx_restrict ciOuter = nbl->ciOuter.data();
  55     nbnxn_ci_t* gmx_restrict ciInner       = nbl->ci.data();
  56
  57     const nbnxn_cj_t* gmx_restrict cjOuter = nbl->cjOuter.data();
  58     nbnxn_cj_t* gmx_restrict cjInner       = nbl->cj.data();
  59
  60     const real* gmx_restrict shiftvec = shift_vec[0];
  61     const real* gmx_restrict x        = nbat->x().data();
  62
  63     const real rlist2 = rlistInner * rlistInner;
  64
  65     /* Use compile time constants to speed up the code */
  66     constexpr int c_xStride = 3;
  67     GMX_ASSERT(c_xStride == nbat->xstride, "xStride should match nbat->xstride");
  68     constexpr int c_xiStride = 3;
  69
  70     constexpr int c_iUnroll = c_nbnxnCpuIClusterSize;
  71     constexpr int c_jUnroll = c_nbnxnCpuIClusterSize;
  72
  73     /* Initialize the new list as empty and add pairs that are in range */
  74     int       nciInner = 0;
  75     int       ncjInner = 0;
  76     const int nciOuter = nbl->ciOuter.size();
  77     for (int ciIndex = 0; ciIndex < nciOuter; ciIndex++)
  78     {
  79         const nbnxn_ci_t* gmx_restrict ciEntry = &ciOuter[ciIndex];
  80
  81         /* Copy the original list entry to the pruned entry */
  82         ciInner[nciInner].ci           = ciEntry->ci;
  83         ciInner[nciInner].shift        = ciEntry->shift;
  84         ciInner[nciInner].cj_ind_start = ncjInner;
  85
  86         /* Extract shift data */
  87         int ish = (ciEntry->shift & NBNXN_CI_SHIFT);
  88         int ci  = ciEntry->ci;
  89
  90         /* Load i atom coordinates */
  91         real xi[c_iUnroll * c_xiStride];
  92         for (int i = 0; i < c_iUnroll; i++)
  93         {
  94             for (int d = 0; d < DIM; d++)
  95             {
  96                 xi[i * c_xiStride + d] =
  97                         x[(ci * c_iUnroll + i) * c_xStride + d] + shiftvec[ish * DIM + d];
  98             }
  99         }
 100
 101         for (int cjind = ciEntry->cj_ind_start; cjind < ciEntry->cj_ind_end; cjind++)
 102         {
 103             /* j-cluster index */
 104             int cj = cjOuter[cjind].cj;
 105
 106             bool isInRange = false;
 107             for (int i = 0; i < c_iUnroll && !isInRange; i++)
 108             {
 109                 for (int j = 0; j < c_jUnroll; j++)
 110                 {
 111                     int aj = cj * c_jUnroll + j;
 112
 113                     real dx = xi[i * c_xiStride + XX] - x[aj * c_xStride + XX];
 114                     real dy = xi[i * c_xiStride + YY] - x[aj * c_xStride + YY];
 115                     real dz = xi[i * c_xiStride + ZZ] - x[aj * c_xStride + ZZ];
 116
 117                     real rsq = dx * dx + dy * dy + dz * dz;
 118
 119                     if (rsq < rlist2)
 120                     {
 121                         isInRange = true;
 122                     }
 123                 }
 124             }
 125
 126             if (isInRange)
 127             {
 128                 /* This cluster is in range, put it in the pruned list */
 129                 cjInner[ncjInner++] = cjOuter[cjind];
 130             }
 131         }
 132
 133         /* Check if there are any j's in the list, if so, add the i-entry */
 134         if (ncjInner > ciInner[nciInner].cj_ind_start)
 135         {
 136             ciInner[nciInner].cj_ind_end = ncjInner;
 137             nciInner++;
 138         }
 139     }
 140
 141     nbl->ci.resize(nciInner);
 142     nbl->cj.resize(ncjInner);
 143 }