src/gromacs/nbnxm/opencl/nbnxm_ocl_data_mgmt.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019, 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 /*! \internal \file
  36  *  \brief Define OpenCL implementation of nbnxm_gpu_data_mgmt.h
  37  *
  38  *  \author Anca Hamuraru <anca@streamcomputing.eu>
  39  *  \author Dimitrios Karkoulis <dimitris.karkoulis@gmail.com>
  40  *  \author Teemu Virolainen <teemu@streamcomputing.eu>
  41  *  \author Szilárd Páll <pall.szilard@gmail.com>
  42  *  \ingroup module_nbnxm
  43  */
  44 #include "gmxpre.h"
  45
  46 #include <assert.h>
  47 #include <stdarg.h>
  48 #include <stdio.h>
  49 #include <stdlib.h>
  50 #include <string.h>
  51
  52 #include <cmath>
  53
  54 // TODO We would like to move this down, but the way gmx_nbnxn_gpu_t
  55 //      is currently declared means this has to be before gpu_types.h
  56 #include "nbnxm_ocl_types.h"
  57
  58 // TODO Remove this comment when the above order issue is resolved
  59 #include "gromacs/gpu_utils/gpu_utils.h"
  60 #include "gromacs/gpu_utils/oclutils.h"
  61 #include "gromacs/hardware/gpu_hw_info.h"
  62 #include "gromacs/math/vectypes.h"
  63 #include "gromacs/mdlib/force_flags.h"
  64 #include "gromacs/mdtypes/interaction_const.h"
  65 #include "gromacs/mdtypes/md_enums.h"
  66 #include "gromacs/nbnxm/atomdata.h"
  67 #include "gromacs/nbnxm/gpu_data_mgmt.h"
  68 #include "gromacs/nbnxm/gpu_jit_support.h"
  69 #include "gromacs/nbnxm/nbnxm.h"
  70 #include "gromacs/nbnxm/nbnxm_gpu.h"
  71 #include "gromacs/nbnxm/pairlistsets.h"
  72 #include "gromacs/pbcutil/ishift.h"
  73 #include "gromacs/timing/gpu_timing.h"
  74 #include "gromacs/utility/cstringutil.h"
  75 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  76 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  77 #include "gromacs/utility/real.h"
  78 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  79
  80 #include "nbnxm_ocl_internal.h"
  81
  82 namespace Nbnxm
  83 {
  84
  85 /*! \brief Copies of values from cl_driver_diagnostics_intel.h,
  86  * which isn't guaranteed to be available. */
  87 /**@{*/
  88 #define CL_CONTEXT_SHOW_DIAGNOSTICS_INTEL 0x4106
  89 #define CL_CONTEXT_DIAGNOSTICS_LEVEL_GOOD_INTEL 0x1
  90 #define CL_CONTEXT_DIAGNOSTICS_LEVEL_BAD_INTEL 0x2
  91 #define CL_CONTEXT_DIAGNOSTICS_LEVEL_NEUTRAL_INTEL 0x4
  92 /**@}*/
  93
  94 /*! \brief This parameter should be determined heuristically from the
  95  * kernel execution times
  96  *
  97  * This value is best for small systems on a single AMD Radeon R9 290X
  98  * (and about 5% faster than 40, which is the default for CUDA
  99  * devices). Larger simulation systems were quite insensitive to the
 100  * value of this parameter.
 101  */
 102 static unsigned int gpu_min_ci_balanced_factor = 50;
 103
 104
 105 /*! \brief Returns true if LJ combination rules are used in the non-bonded kernels.
 106  *
 107  * Full doc in nbnxn_ocl_internal.h */
 108 bool useLjCombRule(int vdwType)
 109 {
 110     return (vdwType == evdwOclCUTCOMBGEOM || vdwType == evdwOclCUTCOMBLB);
 111 }
 112
 113 /*! \brief Tabulates the Ewald Coulomb force and initializes the size/scale
 114  * and the table GPU array.
 115  *
 116  * If called with an already allocated table, it just re-uploads the
 117  * table.
 118  */
 119 static void init_ewald_coulomb_force_table(const EwaldCorrectionTables&     tables,
 120                                            cl_nbparam_t*                    nbp,
 121                                            const gmx_device_runtime_data_t* runData)
 122 {
 123     cl_mem coul_tab;
 124
 125     cl_int cl_error;
 126
 127     if (nbp->coulomb_tab_climg2d != nullptr)
 128     {
 129         freeDeviceBuffer(&(nbp->coulomb_tab_climg2d));
 130     }
 131
 132     /* Switched from using textures to using buffers */
 133     // TODO: decide which alternative is most efficient - textures or buffers.
 134     /*
 135        cl_image_format array_format;
 136
 137        array_format.image_channel_data_type = CL_FLOAT;
 138        array_format.image_channel_order     = CL_R;
 139
 140        coul_tab = clCreateImage2D(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_COPY_HOST_PTR,
 141        &array_format, tabsize, 1, 0, ftmp, &cl_error);
 142      */
 143
 144     coul_tab = clCreateBuffer(
 145             runData->context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR,
 146             tables.tableF.size() * sizeof(cl_float), const_cast<real*>(tables.tableF.data()), &cl_error);
 147     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 148                        ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 149
 150     nbp->coulomb_tab_climg2d = coul_tab;
 151     nbp->coulomb_tab_scale   = tables.scale;
 152 }
 153
 154
 155 /*! \brief Initializes the atomdata structure first time, it only gets filled at
 156     pair-search.
 157  */
 158 static void init_atomdata_first(cl_atomdata_t* ad, int ntypes, gmx_device_runtime_data_t* runData)
 159 {
 160     cl_int cl_error;
 161
 162     ad->ntypes = ntypes;
 163
 164     /* An element of the shift_vec device buffer has the same size as one element
 165        of the host side shift_vec buffer. */
 166     ad->shift_vec_elem_size = sizeof(*nbnxn_atomdata_t::shift_vec.data());
 167
 168     ad->shift_vec = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY,
 169                                    SHIFTS * ad->shift_vec_elem_size, nullptr, &cl_error);
 170     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 171                        ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 172     ad->bShiftVecUploaded = CL_FALSE;
 173
 174     /* An element of the fshift device buffer has the same size as one element
 175        of the host side fshift buffer. */
 176     ad->fshift_elem_size = sizeof(*cl_nb_staging_t::fshift);
 177
 178     ad->fshift = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_HOST_READ_ONLY,
 179                                 SHIFTS * ad->fshift_elem_size, nullptr, &cl_error);
 180     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 181                        ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 182
 183     ad->e_lj = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_HOST_READ_ONLY,
 184                               sizeof(float), nullptr, &cl_error);
 185     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 186                        ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 187
 188     ad->e_el = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_HOST_READ_ONLY,
 189                               sizeof(float), nullptr, &cl_error);
 190     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 191                        ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 192
 193     /* initialize to nullptr pointers to data that is not allocated here and will
 194        need reallocation in nbnxn_gpu_init_atomdata */
 195     ad->xq = nullptr;
 196     ad->f  = nullptr;
 197
 198     /* size -1 indicates that the respective array hasn't been initialized yet */
 199     ad->natoms = -1;
 200     ad->nalloc = -1;
 201 }
 202
 203 /*! \brief Copies all parameters related to the cut-off from ic to nbp
 204  */
 205 static void set_cutoff_parameters(cl_nbparam_t* nbp, const interaction_const_t* ic, const PairlistParams& listParams)
 206 {
 207     nbp->ewald_beta        = ic->ewaldcoeff_q;
 208     nbp->sh_ewald          = ic->sh_ewald;
 209     nbp->epsfac            = ic->epsfac;
 210     nbp->two_k_rf          = 2.0 * ic->k_rf;
 211     nbp->c_rf              = ic->c_rf;
 212     nbp->rvdw_sq           = ic->rvdw * ic->rvdw;
 213     nbp->rcoulomb_sq       = ic->rcoulomb * ic->rcoulomb;
 214     nbp->rlistOuter_sq     = listParams.rlistOuter * listParams.rlistOuter;
 215     nbp->rlistInner_sq     = listParams.rlistInner * listParams.rlistInner;
 216     nbp->useDynamicPruning = listParams.useDynamicPruning;
 217
 218     nbp->sh_lj_ewald   = ic->sh_lj_ewald;
 219     nbp->ewaldcoeff_lj = ic->ewaldcoeff_lj;
 220
 221     nbp->rvdw_switch      = ic->rvdw_switch;
 222     nbp->dispersion_shift = ic->dispersion_shift;
 223     nbp->repulsion_shift  = ic->repulsion_shift;
 224     nbp->vdw_switch       = ic->vdw_switch;
 225 }
 226
 227 /*! \brief Returns the kinds of electrostatics and Vdw OpenCL
 228  *  kernels that will be used.
 229  *
 230  * Respectively, these values are from enum eelOcl and enum
 231  * evdwOcl. */
 232 static void map_interaction_types_to_gpu_kernel_flavors(const interaction_const_t* ic,
 233                                                         int                        combRule,
 234                                                         int*                       gpu_eeltype,
 235                                                         int*                       gpu_vdwtype)
 236 {
 237     if (ic->vdwtype == evdwCUT)
 238     {
 239         switch (ic->vdw_modifier)
 240         {
 241             case eintmodNONE:
 242             case eintmodPOTSHIFT:
 243                 switch (combRule)
 244                 {
 245                     case ljcrNONE: *gpu_vdwtype = evdwOclCUT; break;
 246                     case ljcrGEOM: *gpu_vdwtype = evdwOclCUTCOMBGEOM; break;
 247                     case ljcrLB: *gpu_vdwtype = evdwOclCUTCOMBLB; break;
 248                     default:
 249                         gmx_incons(
 250                                 "The requested LJ combination rule is not implemented in the "
 251                                 "OpenCL GPU accelerated kernels!");
 252                 }
 253                 break;
 254             case eintmodFORCESWITCH: *gpu_vdwtype = evdwOclFSWITCH; break;
 255             case eintmodPOTSWITCH: *gpu_vdwtype = evdwOclPSWITCH; break;
 256             default:
 257                 gmx_incons(
 258                         "The requested VdW interaction modifier is not implemented in the GPU "
 259                         "accelerated kernels!");
 260         }
 261     }
 262     else if (ic->vdwtype == evdwPME)
 263     {
 264         if (ic->ljpme_comb_rule == ljcrGEOM)
 265         {
 266             *gpu_vdwtype = evdwOclEWALDGEOM;
 267         }
 268         else
 269         {
 270             *gpu_vdwtype = evdwOclEWALDLB;
 271         }
 272     }
 273     else
 274     {
 275         gmx_incons("The requested VdW type is not implemented in the GPU accelerated kernels!");
 276     }
 277
 278     if (ic->eeltype == eelCUT)
 279     {
 280         *gpu_eeltype = eelOclCUT;
 281     }
 282     else if (EEL_RF(ic->eeltype))
 283     {
 284         *gpu_eeltype = eelOclRF;
 285     }
 286     else if ((EEL_PME(ic->eeltype) || ic->eeltype == eelEWALD))
 287     {
 288         *gpu_eeltype = nbnxn_gpu_pick_ewald_kernel_type(*ic);
 289     }
 290     else
 291     {
 292         /* Shouldn't happen, as this is checked when choosing Verlet-scheme */
 293         gmx_incons(
 294                 "The requested electrostatics type is not implemented in the GPU accelerated "
 295                 "kernels!");
 296     }
 297 }
 298
 299 /*! \brief Initializes the nonbonded parameter data structure.
 300  */
 301 static void init_nbparam(cl_nbparam_t*                    nbp,
 302                          const interaction_const_t*       ic,
 303                          const PairlistParams&            listParams,
 304                          const nbnxn_atomdata_t::Params&  nbatParams,
 305                          const gmx_device_runtime_data_t* runData)
 306 {
 307     cl_int cl_error;
 308
 309     set_cutoff_parameters(nbp, ic, listParams);
 310
 311     map_interaction_types_to_gpu_kernel_flavors(ic, nbatParams.comb_rule, &(nbp->eeltype), &(nbp->vdwtype));
 312
 313     if (ic->vdwtype == evdwPME)
 314     {
 315         if (ic->ljpme_comb_rule == ljcrGEOM)
 316         {
 317             GMX_ASSERT(nbatParams.comb_rule == ljcrGEOM, "Combination rule mismatch!");
 318         }
 319         else
 320         {
 321             GMX_ASSERT(nbatParams.comb_rule == ljcrLB, "Combination rule mismatch!");
 322         }
 323     }
 324     /* generate table for PME */
 325     nbp->coulomb_tab_climg2d = nullptr;
 326     if (nbp->eeltype == eelOclEWALD_TAB || nbp->eeltype == eelOclEWALD_TAB_TWIN)
 327     {
 328         GMX_RELEASE_ASSERT(ic->coulombEwaldTables, "Need valid Coulomb Ewald correction tables");
 329         init_ewald_coulomb_force_table(*ic->coulombEwaldTables, nbp, runData);
 330     }
 331     else
 332     // TODO: improvement needed.
 333     // The image2d is created here even if eeltype is not eelCuEWALD_TAB or eelCuEWALD_TAB_TWIN
 334     // because the OpenCL kernels don't accept nullptr values for image2D parameters.
 335     {
 336         /* Switched from using textures to using buffers */
 337         // TODO: decide which alternative is most efficient - textures or buffers.
 338         /*
 339            cl_image_format array_format;
 340
 341            array_format.image_channel_data_type = CL_FLOAT;
 342            array_format.image_channel_order     = CL_R;
 343
 344            nbp->coulomb_tab_climg2d = clCreateImage2D(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE,
 345             &array_format, 1, 1, 0, nullptr, &cl_error);
 346          */
 347
 348         nbp->coulomb_tab_climg2d = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_ONLY,
 349                                                   sizeof(cl_float), nullptr, &cl_error);
 350         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 351                            ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 352     }
 353
 354     const int nnbfp      = 2 * nbatParams.numTypes * nbatParams.numTypes;
 355     const int nnbfp_comb = 2 * nbatParams.numTypes;
 356
 357     {
 358         /* Switched from using textures to using buffers */
 359         // TODO: decide which alternative is most efficient - textures or buffers.
 360         /*
 361            cl_image_format array_format;
 362
 363            array_format.image_channel_data_type = CL_FLOAT;
 364            array_format.image_channel_order     = CL_R;
 365
 366            nbp->nbfp_climg2d = clCreateImage2D(runData->context, CL_MEM_READ_ONLY |
 367            CL_MEM_COPY_HOST_PTR, &array_format, nnbfp, 1, 0, nbat->nbfp, &cl_error);
 368          */
 369
 370         nbp->nbfp_climg2d = clCreateBuffer(
 371                 runData->context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR,
 372                 nnbfp * sizeof(cl_float), const_cast<float*>(nbatParams.nbfp.data()), &cl_error);
 373         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 374                            ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 375
 376         if (ic->vdwtype == evdwPME)
 377         {
 378             /* Switched from using textures to using buffers */
 379             // TODO: decide which alternative is most efficient - textures or buffers.
 380             /*  nbp->nbfp_comb_climg2d = clCreateImage2D(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE |
 381                CL_MEM_COPY_HOST_PTR, &array_format, nnbfp_comb, 1, 0, nbat->nbfp_comb, &cl_error);*/
 382             nbp->nbfp_comb_climg2d = clCreateBuffer(
 383                     runData->context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR,
 384                     nnbfp_comb * sizeof(cl_float), const_cast<float*>(nbatParams.nbfp_comb.data()),
 385                     &cl_error);
 386             GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 387                                ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 388         }
 389         else
 390         {
 391             // TODO: improvement needed.
 392             // The image2d is created here even if vdwtype is not evdwPME because the OpenCL kernels
 393             // don't accept nullptr values for image2D parameters.
 394             /* Switched from using textures to using buffers */
 395             // TODO: decide which alternative is most efficient - textures or buffers.
 396             /* nbp->nbfp_comb_climg2d = clCreateImage2D(runData->context, CL_MEM_READ_WRITE,
 397                 &array_format, 1, 1, 0, nullptr, &cl_error);*/
 398             nbp->nbfp_comb_climg2d = clCreateBuffer(runData->context, CL_MEM_READ_ONLY,
 399                                                     sizeof(cl_float), nullptr, &cl_error);
 400             GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 401                                ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 402         }
 403     }
 404 }
 405
 406 //! This function is documented in the header file
 407 void gpu_pme_loadbal_update_param(const nonbonded_verlet_t* nbv, const interaction_const_t* ic)
 408 {
 409     if (!nbv || !nbv->useGpu())
 410     {
 411         return;
 412     }
 413     gmx_nbnxn_ocl_t* nb  = nbv->gpu_nbv;
 414     cl_nbparam_t*    nbp = nb->nbparam;
 415
 416     set_cutoff_parameters(nbp, ic, nbv->pairlistSets().params());
 417
 418     nbp->eeltype = nbnxn_gpu_pick_ewald_kernel_type(*ic);
 419
 420     GMX_RELEASE_ASSERT(ic->coulombEwaldTables, "Need valid Coulomb Ewald correction tables");
 421     init_ewald_coulomb_force_table(*ic->coulombEwaldTables, nbp, nb->dev_rundata);
 422 }
 423
 424 /*! \brief Initializes the pair list data structure.
 425  */
 426 static void init_plist(cl_plist_t* pl)
 427 {
 428     /* initialize to nullptr pointers to data that is not allocated here and will
 429        need reallocation in nbnxn_gpu_init_pairlist */
 430     pl->sci   = nullptr;
 431     pl->cj4   = nullptr;
 432     pl->imask = nullptr;
 433     pl->excl  = nullptr;
 434
 435     /* size -1 indicates that the respective array hasn't been initialized yet */
 436     pl->na_c          = -1;
 437     pl->nsci          = -1;
 438     pl->sci_nalloc    = -1;
 439     pl->ncj4          = -1;
 440     pl->cj4_nalloc    = -1;
 441     pl->nimask        = -1;
 442     pl->imask_nalloc  = -1;
 443     pl->nexcl         = -1;
 444     pl->excl_nalloc   = -1;
 445     pl->haveFreshList = false;
 446 }
 447
 448 /*! \brief Initializes the timings data structure.
 449  */
 450 static void init_timings(gmx_wallclock_gpu_nbnxn_t* t)
 451 {
 452     int i, j;
 453
 454     t->nb_h2d_t = 0.0;
 455     t->nb_d2h_t = 0.0;
 456     t->nb_c     = 0;
 457     t->pl_h2d_t = 0.0;
 458     t->pl_h2d_c = 0;
 459     for (i = 0; i < 2; i++)
 460     {
 461         for (j = 0; j < 2; j++)
 462         {
 463             t->ktime[i][j].t = 0.0;
 464             t->ktime[i][j].c = 0;
 465         }
 466     }
 467
 468     t->pruneTime.c        = 0;
 469     t->pruneTime.t        = 0.0;
 470     t->dynamicPruneTime.c = 0;
 471     t->dynamicPruneTime.t = 0.0;
 472 }
 473
 474
 475 //! OpenCL notification callback function
 476 static void CL_CALLBACK ocl_notify_fn(const char* pErrInfo,
 477                                       const void gmx_unused* private_info,
 478                                       size_t gmx_unused cb,
 479                                       void gmx_unused* user_data)
 480 {
 481     if (pErrInfo != nullptr)
 482     {
 483         printf("%s\n", pErrInfo); // Print error/hint
 484     }
 485 }
 486
 487 /*! \brief Creates context for OpenCL GPU given by \p mygpu
 488  *
 489  * A fatal error results if creation fails.
 490  *
 491  * \param[inout] runtimeData runtime data including program and context
 492  * \param[in]    devInfo     device info struct
 493  * \param[in]    rank        MPI rank (for error reporting)
 494  */
 495 static void nbnxn_gpu_create_context(gmx_device_runtime_data_t* runtimeData,
 496                                      const gmx_device_info_t*   devInfo,
 497                                      int                        rank)
 498 {
 499     cl_context_properties context_properties[5];
 500     cl_platform_id        platform_id;
 501     cl_device_id          device_id;
 502     cl_context            context;
 503     cl_int                cl_error;
 504
 505     assert(runtimeData != nullptr);
 506     assert(devInfo != nullptr);
 507
 508     platform_id = devInfo->ocl_gpu_id.ocl_platform_id;
 509     device_id   = devInfo->ocl_gpu_id.ocl_device_id;
 510
 511     int i                   = 0;
 512     context_properties[i++] = CL_CONTEXT_PLATFORM;
 513     context_properties[i++] = reinterpret_cast<cl_context_properties>(platform_id);
 514     if (getenv("GMX_OCL_SHOW_DIAGNOSTICS"))
 515     {
 516         context_properties[i++] = CL_CONTEXT_SHOW_DIAGNOSTICS_INTEL;
 517         context_properties[i++] =
 518                 CL_CONTEXT_DIAGNOSTICS_LEVEL_BAD_INTEL | CL_CONTEXT_DIAGNOSTICS_LEVEL_NEUTRAL_INTEL;
 519     }
 520     context_properties[i++] = 0; /* Terminates the list of properties */
 521
 522     context = clCreateContext(context_properties, 1, &device_id, ocl_notify_fn, nullptr, &cl_error);
 523     if (CL_SUCCESS != cl_error)
 524     {
 525         gmx_fatal(FARGS, "On rank %d failed to create context for GPU #%s:\n OpenCL error %d: %s",
 526                   rank, devInfo->device_name, cl_error, ocl_get_error_string(cl_error).c_str());
 527     }
 528
 529     runtimeData->context = context;
 530 }
 531
 532 /*! \brief Initializes the OpenCL kernel pointers of the nbnxn_ocl_ptr_t input data structure. */
 533 static cl_kernel nbnxn_gpu_create_kernel(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, const char* kernel_name)
 534 {
 535     cl_kernel kernel;
 536     cl_int    cl_error;
 537
 538     kernel = clCreateKernel(nb->dev_rundata->program, kernel_name, &cl_error);
 539     if (CL_SUCCESS != cl_error)
 540     {
 541         gmx_fatal(FARGS, "Failed to create kernel '%s' for GPU #%s: OpenCL error %d", kernel_name,
 542                   nb->dev_info->device_name, cl_error);
 543     }
 544
 545     return kernel;
 546 }
 547
 548 /*! \brief Clears nonbonded shift force output array and energy outputs on the GPU.
 549  */
 550 static void nbnxn_ocl_clear_e_fshift(gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
 551 {
 552
 553     cl_int           cl_error;
 554     cl_atomdata_t*   adat = nb->atdat;
 555     cl_command_queue ls   = nb->stream[InteractionLocality::Local];
 556
 557     size_t local_work_size[3]  = { 1, 1, 1 };
 558     size_t global_work_size[3] = { 1, 1, 1 };
 559
 560     cl_int shifts = SHIFTS * 3;
 561
 562     cl_int arg_no;
 563
 564     cl_kernel zero_e_fshift = nb->kernel_zero_e_fshift;
 565
 566     local_work_size[0] = 64;
 567     // Round the total number of threads up from the array size
 568     global_work_size[0] = ((shifts + local_work_size[0] - 1) / local_work_size[0]) * local_work_size[0];
 569
 570     arg_no   = 0;
 571     cl_error = clSetKernelArg(zero_e_fshift, arg_no++, sizeof(cl_mem), &(adat->fshift));
 572     cl_error |= clSetKernelArg(zero_e_fshift, arg_no++, sizeof(cl_mem), &(adat->e_lj));
 573     cl_error |= clSetKernelArg(zero_e_fshift, arg_no++, sizeof(cl_mem), &(adat->e_el));
 574     cl_error |= clSetKernelArg(zero_e_fshift, arg_no++, sizeof(cl_uint), &shifts);
 575     GMX_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS, ocl_get_error_string(cl_error).c_str());
 576
 577     cl_error = clEnqueueNDRangeKernel(ls, zero_e_fshift, 3, nullptr, global_work_size,
 578                                       local_work_size, 0, nullptr, nullptr);
 579     GMX_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS, ocl_get_error_string(cl_error).c_str());
 580 }
 581
 582 /*! \brief Initializes the OpenCL kernel pointers of the nbnxn_ocl_ptr_t input data structure. */
 583 static void nbnxn_gpu_init_kernels(gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
 584 {
 585     /* Init to 0 main kernel arrays */
 586     /* They will be later on initialized in select_nbnxn_kernel */
 587     // TODO: consider always creating all variants of the kernels here so that there is no
 588     // need for late call to clCreateKernel -- if that gives any advantage?
 589     memset(nb->kernel_ener_noprune_ptr, 0, sizeof(nb->kernel_ener_noprune_ptr));
 590     memset(nb->kernel_ener_prune_ptr, 0, sizeof(nb->kernel_ener_prune_ptr));
 591     memset(nb->kernel_noener_noprune_ptr, 0, sizeof(nb->kernel_noener_noprune_ptr));
 592     memset(nb->kernel_noener_prune_ptr, 0, sizeof(nb->kernel_noener_prune_ptr));
 593
 594     /* Init pruning kernels
 595      *
 596      * TODO: we could avoid creating kernels if dynamic pruning is turned off,
 597      * but ATM that depends on force flags not passed into the initialization.
 598      */
 599     nb->kernel_pruneonly[epruneFirst] = nbnxn_gpu_create_kernel(nb, "nbnxn_kernel_prune_opencl");
 600     nb->kernel_pruneonly[epruneRolling] =
 601             nbnxn_gpu_create_kernel(nb, "nbnxn_kernel_prune_rolling_opencl");
 602
 603     /* Init auxiliary kernels */
 604     nb->kernel_zero_e_fshift = nbnxn_gpu_create_kernel(nb, "zero_e_fshift");
 605 }
 606
 607 /*! \brief Initializes simulation constant data.
 608  *
 609  *  Initializes members of the atomdata and nbparam structs and
 610  *  clears e/fshift output buffers.
 611  */
 612 static void nbnxn_ocl_init_const(gmx_nbnxn_ocl_t*                nb,
 613                                  const interaction_const_t*      ic,
 614                                  const PairlistParams&           listParams,
 615                                  const nbnxn_atomdata_t::Params& nbatParams)
 616 {
 617     init_atomdata_first(nb->atdat, nbatParams.numTypes, nb->dev_rundata);
 618     init_nbparam(nb->nbparam, ic, listParams, nbatParams, nb->dev_rundata);
 619 }
 620
 621
 622 //! This function is documented in the header file
 623 gmx_nbnxn_ocl_t* gpu_init(const gmx_device_info_t*   deviceInfo,
 624                           const interaction_const_t* ic,
 625                           const PairlistParams&      listParams,
 626                           const nbnxn_atomdata_t*    nbat,
 627                           const int                  rank,
 628                           const gmx_bool             bLocalAndNonlocal)
 629 {
 630     gmx_nbnxn_ocl_t*            nb;
 631     cl_int                      cl_error;
 632     cl_command_queue_properties queue_properties;
 633
 634     assert(ic);
 635
 636     snew(nb, 1);
 637     snew(nb->atdat, 1);
 638     snew(nb->nbparam, 1);
 639     snew(nb->plist[InteractionLocality::Local], 1);
 640     if (bLocalAndNonlocal)
 641     {
 642         snew(nb->plist[InteractionLocality::NonLocal], 1);
 643     }
 644
 645     nb->bUseTwoStreams = static_cast<cl_bool>(bLocalAndNonlocal);
 646
 647     nb->timers = new cl_timers_t();
 648     snew(nb->timings, 1);
 649
 650     /* set device info, just point it to the right GPU among the detected ones */
 651     nb->dev_info = deviceInfo;
 652     snew(nb->dev_rundata, 1);
 653
 654     /* init nbst */
 655     pmalloc(reinterpret_cast<void**>(&nb->nbst.e_lj), sizeof(*nb->nbst.e_lj));
 656     pmalloc(reinterpret_cast<void**>(&nb->nbst.e_el), sizeof(*nb->nbst.e_el));
 657     pmalloc(reinterpret_cast<void**>(&nb->nbst.fshift), SHIFTS * sizeof(*nb->nbst.fshift));
 658
 659     init_plist(nb->plist[InteractionLocality::Local]);
 660
 661     /* OpenCL timing disabled if GMX_DISABLE_GPU_TIMING is defined. */
 662     nb->bDoTime = static_cast<cl_bool>(getenv("GMX_DISABLE_GPU_TIMING") == nullptr);
 663
 664     /* Create queues only after bDoTime has been initialized */
 665     if (nb->bDoTime)
 666     {
 667         queue_properties = CL_QUEUE_PROFILING_ENABLE;
 668     }
 669     else
 670     {
 671         queue_properties = 0;
 672     }
 673
 674     nbnxn_gpu_create_context(nb->dev_rundata, nb->dev_info, rank);
 675
 676     /* local/non-local GPU streams */
 677     nb->stream[InteractionLocality::Local] = clCreateCommandQueue(
 678             nb->dev_rundata->context, nb->dev_info->ocl_gpu_id.ocl_device_id, queue_properties, &cl_error);
 679     if (CL_SUCCESS != cl_error)
 680     {
 681         gmx_fatal(FARGS, "On rank %d failed to create context for GPU #%s: OpenCL error %d", rank,
 682                   nb->dev_info->device_name, cl_error);
 683     }
 684
 685     if (nb->bUseTwoStreams)
 686     {
 687         init_plist(nb->plist[InteractionLocality::NonLocal]);
 688
 689         nb->stream[InteractionLocality::NonLocal] =
 690                 clCreateCommandQueue(nb->dev_rundata->context, nb->dev_info->ocl_gpu_id.ocl_device_id,
 691                                      queue_properties, &cl_error);
 692         if (CL_SUCCESS != cl_error)
 693         {
 694             gmx_fatal(FARGS, "On rank %d failed to create context for GPU #%s: OpenCL error %d",
 695                       rank, nb->dev_info->device_name, cl_error);
 696         }
 697     }
 698
 699     if (nb->bDoTime)
 700     {
 701         init_timings(nb->timings);
 702     }
 703
 704     nbnxn_ocl_init_const(nb, ic, listParams, nbat->params());
 705
 706     /* Enable LJ param manual prefetch for AMD or Intel or if we request through env. var.
 707      * TODO: decide about NVIDIA
 708      */
 709     nb->bPrefetchLjParam = (getenv("GMX_OCL_DISABLE_I_PREFETCH") == nullptr)
 710                            && ((nb->dev_info->vendor_e == OCL_VENDOR_AMD)
 711                                || (nb->dev_info->vendor_e == OCL_VENDOR_INTEL)
 712                                || (getenv("GMX_OCL_ENABLE_I_PREFETCH") != nullptr));
 713
 714     /* NOTE: in CUDA we pick L1 cache configuration for the nbnxn kernels here,
 715      * but sadly this is not supported in OpenCL (yet?). Consider adding it if
 716      * it becomes supported.
 717      */
 718     nbnxn_gpu_compile_kernels(nb);
 719     nbnxn_gpu_init_kernels(nb);
 720
 721     /* clear energy and shift force outputs */
 722     nbnxn_ocl_clear_e_fshift(nb);
 723
 724     if (debug)
 725     {
 726         fprintf(debug, "Initialized OpenCL data structures.\n");
 727     }
 728
 729     return nb;
 730 }
 731
 732 /*! \brief Clears the first natoms_clear elements of the GPU nonbonded force output array.
 733  */
 734 static void nbnxn_ocl_clear_f(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, int natoms_clear)
 735 {
 736     if (natoms_clear == 0)
 737     {
 738         return;
 739     }
 740
 741     cl_int gmx_used_in_debug cl_error;
 742
 743     cl_atomdata_t*   atomData = nb->atdat;
 744     cl_command_queue ls       = nb->stream[InteractionLocality::Local];
 745     cl_float         value    = 0.0F;
 746
 747     cl_error = clEnqueueFillBuffer(ls, atomData->f, &value, sizeof(cl_float), 0,
 748                                    natoms_clear * sizeof(rvec), 0, nullptr, nullptr);
 749     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 750                        ("clEnqueueFillBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 751 }
 752
 753 //! This function is documented in the header file
 754 void gpu_clear_outputs(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, bool computeVirial)
 755 {
 756     nbnxn_ocl_clear_f(nb, nb->atdat->natoms);
 757     /* clear shift force array and energies if the outputs were
 758        used in the current step */
 759     if (computeVirial)
 760     {
 761         nbnxn_ocl_clear_e_fshift(nb);
 762     }
 763
 764     /* kick off buffer clearing kernel to ensure concurrency with constraints/update */
 765     cl_int gmx_unused cl_error;
 766     cl_error = clFlush(nb->stream[InteractionLocality::Local]);
 767     assert(CL_SUCCESS == cl_error);
 768 }
 769
 770 //! This function is documented in the header file
 771 void gpu_init_pairlist(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, const NbnxnPairlistGpu* h_plist, const InteractionLocality iloc)
 772 {
 773     char sbuf[STRLEN];
 774     // Timing accumulation should happen only if there was work to do
 775     // because getLastRangeTime() gets skipped with empty lists later
 776     // which leads to the counter not being reset.
 777     bool             bDoTime = ((nb->bDoTime == CL_TRUE) && !h_plist->sci.empty());
 778     cl_command_queue stream  = nb->stream[iloc];
 779     cl_plist_t*      d_plist = nb->plist[iloc];
 780
 781     if (d_plist->na_c < 0)
 782     {
 783         d_plist->na_c = h_plist->na_ci;
 784     }
 785     else
 786     {
 787         if (d_plist->na_c != h_plist->na_ci)
 788         {
 789             sprintf(sbuf, "In cu_init_plist: the #atoms per cell has changed (from %d to %d)",
 790                     d_plist->na_c, h_plist->na_ci);
 791             gmx_incons(sbuf);
 792         }
 793     }
 794
 795     gpu_timers_t::Interaction& iTimers = nb->timers->interaction[iloc];
 796
 797     if (bDoTime)
 798     {
 799         iTimers.pl_h2d.openTimingRegion(stream);
 800         iTimers.didPairlistH2D = true;
 801     }
 802
 803     // TODO most of this function is same in CUDA and OpenCL, move into the header
 804     DeviceContext context = nb->dev_rundata->context;
 805
 806     reallocateDeviceBuffer(&d_plist->sci, h_plist->sci.size(), &d_plist->nsci, &d_plist->sci_nalloc, context);
 807     copyToDeviceBuffer(&d_plist->sci, h_plist->sci.data(), 0, h_plist->sci.size(), stream,
 808                        GpuApiCallBehavior::Async, bDoTime ? iTimers.pl_h2d.fetchNextEvent() : nullptr);
 809
 810     reallocateDeviceBuffer(&d_plist->cj4, h_plist->cj4.size(), &d_plist->ncj4, &d_plist->cj4_nalloc, context);
 811     copyToDeviceBuffer(&d_plist->cj4, h_plist->cj4.data(), 0, h_plist->cj4.size(), stream,
 812                        GpuApiCallBehavior::Async, bDoTime ? iTimers.pl_h2d.fetchNextEvent() : nullptr);
 813
 814     reallocateDeviceBuffer(&d_plist->imask, h_plist->cj4.size() * c_nbnxnGpuClusterpairSplit,
 815                            &d_plist->nimask, &d_plist->imask_nalloc, context);
 816
 817     reallocateDeviceBuffer(&d_plist->excl, h_plist->excl.size(), &d_plist->nexcl,
 818                            &d_plist->excl_nalloc, context);
 819     copyToDeviceBuffer(&d_plist->excl, h_plist->excl.data(), 0, h_plist->excl.size(), stream,
 820                        GpuApiCallBehavior::Async, bDoTime ? iTimers.pl_h2d.fetchNextEvent() : nullptr);
 821
 822     if (bDoTime)
 823     {
 824         iTimers.pl_h2d.closeTimingRegion(stream);
 825     }
 826
 827     /* need to prune the pair list during the next step */
 828     d_plist->haveFreshList = true;
 829 }
 830
 831 //! This function is documented in the header file
 832 void gpu_upload_shiftvec(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, const nbnxn_atomdata_t* nbatom)
 833 {
 834     cl_atomdata_t*   adat = nb->atdat;
 835     cl_command_queue ls   = nb->stream[InteractionLocality::Local];
 836
 837     /* only if we have a dynamic box */
 838     if (nbatom->bDynamicBox || !adat->bShiftVecUploaded)
 839     {
 840         ocl_copy_H2D_async(adat->shift_vec, nbatom->shift_vec.data(), 0,
 841                            SHIFTS * adat->shift_vec_elem_size, ls, nullptr);
 842         adat->bShiftVecUploaded = CL_TRUE;
 843     }
 844 }
 845
 846 //! This function is documented in the header file
 847 void gpu_init_atomdata(gmx_nbnxn_ocl_t* nb, const nbnxn_atomdata_t* nbat)
 848 {
 849     cl_int           cl_error;
 850     int              nalloc, natoms;
 851     bool             realloced;
 852     bool             bDoTime = nb->bDoTime == CL_TRUE;
 853     cl_timers_t*     timers  = nb->timers;
 854     cl_atomdata_t*   d_atdat = nb->atdat;
 855     cl_command_queue ls      = nb->stream[InteractionLocality::Local];
 856
 857     natoms    = nbat->numAtoms();
 858     realloced = false;
 859
 860     if (bDoTime)
 861     {
 862         /* time async copy */
 863         timers->atdat.openTimingRegion(ls);
 864     }
 865
 866     /* need to reallocate if we have to copy more atoms than the amount of space
 867        available and only allocate if we haven't initialized yet, i.e d_atdat->natoms == -1 */
 868     if (natoms > d_atdat->nalloc)
 869     {
 870         nalloc = over_alloc_small(natoms);
 871
 872         /* free up first if the arrays have already been initialized */
 873         if (d_atdat->nalloc != -1)
 874         {
 875             freeDeviceBuffer(&d_atdat->f);
 876             freeDeviceBuffer(&d_atdat->xq);
 877             freeDeviceBuffer(&d_atdat->lj_comb);
 878             freeDeviceBuffer(&d_atdat->atom_types);
 879         }
 880
 881         d_atdat->f_elem_size = sizeof(rvec);
 882
 883         d_atdat->f = clCreateBuffer(nb->dev_rundata->context, CL_MEM_READ_WRITE | CL_MEM_HOST_READ_ONLY,
 884                                     nalloc * d_atdat->f_elem_size, nullptr, &cl_error);
 885         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 886                            ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 887
 888         d_atdat->xq = clCreateBuffer(nb->dev_rundata->context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY,
 889                                      nalloc * sizeof(cl_float4), nullptr, &cl_error);
 890         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 891                            ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 892
 893         if (useLjCombRule(nb->nbparam->vdwtype))
 894         {
 895             d_atdat->lj_comb = clCreateBuffer(nb->dev_rundata->context,
 896                                               CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY,
 897                                               nalloc * sizeof(cl_float2), nullptr, &cl_error);
 898             GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 899                                ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 900         }
 901         else
 902         {
 903             d_atdat->atom_types = clCreateBuffer(nb->dev_rundata->context,
 904                                                  CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_HOST_WRITE_ONLY,
 905                                                  nalloc * sizeof(int), nullptr, &cl_error);
 906             GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 907                                ("clCreateBuffer failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 908         }
 909
 910         d_atdat->nalloc = nalloc;
 911         realloced       = true;
 912     }
 913
 914     d_atdat->natoms       = natoms;
 915     d_atdat->natoms_local = nbat->natoms_local;
 916
 917     /* need to clear GPU f output if realloc happened */
 918     if (realloced)
 919     {
 920         nbnxn_ocl_clear_f(nb, nalloc);
 921     }
 922
 923     if (useLjCombRule(nb->nbparam->vdwtype))
 924     {
 925         ocl_copy_H2D_async(d_atdat->lj_comb, nbat->params().lj_comb.data(), 0, natoms * sizeof(cl_float2),
 926                            ls, bDoTime ? timers->atdat.fetchNextEvent() : nullptr);
 927     }
 928     else
 929     {
 930         ocl_copy_H2D_async(d_atdat->atom_types, nbat->params().type.data(), 0, natoms * sizeof(int),
 931                            ls, bDoTime ? timers->atdat.fetchNextEvent() : nullptr);
 932     }
 933
 934     if (bDoTime)
 935     {
 936         timers->atdat.closeTimingRegion(ls);
 937     }
 938
 939     /* kick off the tasks enqueued above to ensure concurrency with the search */
 940     cl_error = clFlush(ls);
 941     GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 942                        ("clFlush failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 943 }
 944
 945 /*! \brief Releases an OpenCL kernel pointer */
 946 static void free_kernel(cl_kernel* kernel_ptr)
 947 {
 948     cl_int gmx_unused cl_error;
 949
 950     assert(nullptr != kernel_ptr);
 951
 952     if (*kernel_ptr)
 953     {
 954         cl_error = clReleaseKernel(*kernel_ptr);
 955         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 956                            ("clReleaseKernel failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 957
 958         *kernel_ptr = nullptr;
 959     }
 960 }
 961
 962 /*! \brief Releases a list of OpenCL kernel pointers */
 963 static void free_kernels(cl_kernel* kernels, int count)
 964 {
 965     int i;
 966
 967     for (i = 0; i < count; i++)
 968     {
 969         free_kernel(kernels + i);
 970     }
 971 }
 972
 973 /*! \brief Free the OpenCL runtime data (context and program).
 974  *
 975  *  The function releases the OpenCL context and program assuciated with the
 976  *  device that the calling PP rank is running on.
 977  *
 978  *  \param runData [in]  porinter to the structure with runtime data.
 979  */
 980 static void free_gpu_device_runtime_data(gmx_device_runtime_data_t* runData)
 981 {
 982     if (runData == nullptr)
 983     {
 984         return;
 985     }
 986
 987     cl_int gmx_unused cl_error;
 988
 989     if (runData->context)
 990     {
 991         cl_error = clReleaseContext(runData->context);
 992         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
 993                            ("clReleaseContext failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
 994         runData->context = nullptr;
 995     }
 996
 997     if (runData->program)
 998     {
 999         cl_error = clReleaseProgram(runData->program);
1000         GMX_RELEASE_ASSERT(cl_error == CL_SUCCESS,
1001                            ("clReleaseProgram failed: " + ocl_get_error_string(cl_error)).c_str());
1002         runData->program = nullptr;
1003     }
1004 }
1005
1006 //! This function is documented in the header file
1007 void gpu_free(gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
1008 {
1009     if (nb == nullptr)
1010     {
1011         return;
1012     }
1013
1014     /* Free kernels */
1015     int kernel_count = sizeof(nb->kernel_ener_noprune_ptr) / sizeof(nb->kernel_ener_noprune_ptr[0][0]);
1016     free_kernels(nb->kernel_ener_noprune_ptr[0], kernel_count);
1017
1018     kernel_count = sizeof(nb->kernel_ener_prune_ptr) / sizeof(nb->kernel_ener_prune_ptr[0][0]);
1019     free_kernels(nb->kernel_ener_prune_ptr[0], kernel_count);
1020
1021     kernel_count = sizeof(nb->kernel_noener_noprune_ptr) / sizeof(nb->kernel_noener_noprune_ptr[0][0]);
1022     free_kernels(nb->kernel_noener_noprune_ptr[0], kernel_count);
1023
1024     kernel_count = sizeof(nb->kernel_noener_prune_ptr) / sizeof(nb->kernel_noener_prune_ptr[0][0]);
1025     free_kernels(nb->kernel_noener_prune_ptr[0], kernel_count);
1026
1027     free_kernel(&(nb->kernel_zero_e_fshift));
1028
1029     /* Free atdat */
1030     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->xq));
1031     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->f));
1032     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->e_lj));
1033     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->e_el));
1034     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->fshift));
1035     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->lj_comb));
1036     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->atom_types));
1037     freeDeviceBuffer(&(nb->atdat->shift_vec));
1038     sfree(nb->atdat);
1039
1040     /* Free nbparam */
1041     freeDeviceBuffer(&(nb->nbparam->nbfp_climg2d));
1042     freeDeviceBuffer(&(nb->nbparam->nbfp_comb_climg2d));
1043     freeDeviceBuffer(&(nb->nbparam->coulomb_tab_climg2d));
1044     sfree(nb->nbparam);
1045
1046     /* Free plist */
1047     auto* plist = nb->plist[InteractionLocality::Local];
1048     freeDeviceBuffer(&plist->sci);
1049     freeDeviceBuffer(&plist->cj4);
1050     freeDeviceBuffer(&plist->imask);
1051     freeDeviceBuffer(&plist->excl);
1052     sfree(plist);
1053     if (nb->bUseTwoStreams)
1054     {
1055         auto* plist_nl = nb->plist[InteractionLocality::NonLocal];
1056         freeDeviceBuffer(&plist_nl->sci);
1057         freeDeviceBuffer(&plist_nl->cj4);
1058         freeDeviceBuffer(&plist_nl->imask);
1059         freeDeviceBuffer(&plist_nl->excl);
1060         sfree(plist_nl);
1061     }
1062
1063     /* Free nbst */
1064     pfree(nb->nbst.e_lj);
1065     nb->nbst.e_lj = nullptr;
1066
1067     pfree(nb->nbst.e_el);
1068     nb->nbst.e_el = nullptr;
1069
1070     pfree(nb->nbst.fshift);
1071     nb->nbst.fshift = nullptr;
1072
1073     /* Free command queues */
1074     clReleaseCommandQueue(nb->stream[InteractionLocality::Local]);
1075     nb->stream[InteractionLocality::Local] = nullptr;
1076     if (nb->bUseTwoStreams)
1077     {
1078         clReleaseCommandQueue(nb->stream[InteractionLocality::NonLocal]);
1079         nb->stream[InteractionLocality::NonLocal] = nullptr;
1080     }
1081     /* Free other events */
1082     if (nb->nonlocal_done)
1083     {
1084         clReleaseEvent(nb->nonlocal_done);
1085         nb->nonlocal_done = nullptr;
1086     }
1087     if (nb->misc_ops_and_local_H2D_done)
1088     {
1089         clReleaseEvent(nb->misc_ops_and_local_H2D_done);
1090         nb->misc_ops_and_local_H2D_done = nullptr;
1091     }
1092
1093     free_gpu_device_runtime_data(nb->dev_rundata);
1094     sfree(nb->dev_rundata);
1095
1096     /* Free timers and timings */
1097     delete nb->timers;
1098     sfree(nb->timings);
1099     sfree(nb);
1100
1101     if (debug)
1102     {
1103         fprintf(debug, "Cleaned up OpenCL data structures.\n");
1104     }
1105 }
1106
1107 //! This function is documented in the header file
1108 gmx_wallclock_gpu_nbnxn_t* gpu_get_timings(gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
1109 {
1110     return (nb != nullptr && nb->bDoTime) ? nb->timings : nullptr;
1111 }
1112
1113 //! This function is documented in the header file
1114 void gpu_reset_timings(nonbonded_verlet_t* nbv)
1115 {
1116     if (nbv->gpu_nbv && nbv->gpu_nbv->bDoTime)
1117     {
1118         init_timings(nbv->gpu_nbv->timings);
1119     }
1120 }
1121
1122 //! This function is documented in the header file
1123 int gpu_min_ci_balanced(gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
1124 {
1125     return nb != nullptr ? gpu_min_ci_balanced_factor * nb->dev_info->compute_units : 0;
1126 }
1127
1128 //! This function is documented in the header file
1129 gmx_bool gpu_is_kernel_ewald_analytical(const gmx_nbnxn_ocl_t* nb)
1130 {
1131     return ((nb->nbparam->eeltype == eelOclEWALD_ANA) || (nb->nbparam->eeltype == eelOclEWALD_ANA_TWIN));
1132 }
1133
1134 } // namespace Nbnxm