src/gromacs/nbnxm/opencl/nbnxm_ocl_kernels.clh

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2016,2018 by the GROMACS development team.
   5  * Copyright (c) 2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   6  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   7  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   8  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   9  *
  10  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  12  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  13  * of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with GROMACS; if not, see
  22  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  23  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  24  *
  25  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  26  * consider that scientific software is very special. Version
  27  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  28  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  29  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  30  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  31  * official version at http://www.gromacs.org.
  32  *
  33  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  34  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  35  */
  36
  37 /*! \internal \file
  38  *  This header has the sole purpose of generating kernels for the combinations of
  39  *  supported electrostatics types (cut-off, reaction-field, analytical and
  40  *  tabulated Ewald) and VDW types (cut-off + V shift, LJ-Ewald with
  41  *  geometric or Lorentz-Berthelot combination rule, F switch, V switch).
  42  *
  43  *  The Ewald kernels have twin-range cut-off versions with rcoul != rvdw which
  44  *  require an extra distance check to enable  PP-PME load balancing
  45  *  (otherwise, by default rcoul == rvdw).
  46  *
  47  *  NOTE: No include fence as it is meant to be included multiple times.
  48  */
  49
  50 #include "nbnxm_ocl_kernel_utils.clh"
  51
  52 /* Analytical plain cut-off electrostatics kernels
  53  */
  54 #define EL_CUTOFF
  55
  56 /* cut-off + V shift LJ */
  57 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJ##y
  58 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  59 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  60 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
  61 #define LJ_COMB_GEOM
  62 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJCombGeom##y
  63 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  64 #undef LJ_COMB_GEOM
  65 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  66 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
  67 #define LJ_COMB_LB
  68 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJCombLB##y
  69 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  70 #undef LJ_COMB_LB
  71 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  72 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
  73 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
  74 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJEwCombGeom##y
  75 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  76 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
  77 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  78 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
  79 #define LJ_EWALD_COMB_LB
  80 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJEwCombLB##y
  81 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  82 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
  83 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  84 /* F switch LJ */
  85 #define LJ_FORCE_SWITCH
  86 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJFsw##y
  87 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  88 #undef LJ_FORCE_SWITCH
  89 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  90 /* V switch LJ */
  91 #define LJ_POT_SWITCH
  92 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecCut_VdwLJPsw##y
  93 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  94 #undef LJ_POT_SWITCH
  95 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  96
  97 #undef EL_CUTOFF
  98
  99
 100 /* Analytical reaction-field kernels
 101  */
 102 #define EL_RF
 103
 104 /* cut-off + V shift LJ */
 105 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJ##y
 106 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 107 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 108 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 109 #define LJ_COMB_GEOM
 110 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJCombGeom##y
 111 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 112 #undef LJ_COMB_GEOM
 113 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 114 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 115 #define LJ_COMB_LB
 116 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJCombLB##y
 117 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 118 #undef LJ_COMB_LB
 119 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 120 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 121 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 122 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJEwCombGeom##y
 123 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 124 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 125 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 126 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 127 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 128 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJEwCombLB##y
 129 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 130 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 131 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 132 /* F switch LJ */
 133 #define LJ_FORCE_SWITCH
 134 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJFsw##y
 135 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 136 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 137 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 138 /* V switch LJ */
 139 #define LJ_POT_SWITCH
 140 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecRF_VdwLJPsw##y
 141 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 142 #undef LJ_POT_SWITCH
 143 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 144
 145 #undef EL_RF
 146
 147
 148 /* Analytical Ewald interaction kernels
 149  */
 150 #define EL_EWALD_ANA
 151
 152 /* cut-off + V shift LJ */
 153 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJ##y
 154 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 155 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 156 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 157 #define LJ_COMB_GEOM
 158 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJCombGeom##y
 159 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 160 #undef LJ_COMB_GEOM
 161 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 162 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 163 #define LJ_COMB_LB
 164 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJCombLB##y
 165 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 166 #undef LJ_COMB_LB
 167 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 168 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 169 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 170 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJEwCombGeom##y
 171 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 172 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 173 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 174 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 175 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 176 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJEwCombLB##y
 177 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 178 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 179 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 180 /* F switch LJ */
 181 #define LJ_FORCE_SWITCH
 182 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJFsw##y
 183 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 184 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 185 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 186 /* V switch LJ */
 187 #define LJ_POT_SWITCH
 188 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEw_VdwLJPsw##y
 189 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 190 #undef LJ_POT_SWITCH
 191 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 192
 193 #undef EL_EWALD_ANA
 194
 195
 196 /* Analytical Ewald interaction kernels with twin-range cut-off
 197  */
 198 #define EL_EWALD_ANA
 199 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 200
 201 /* cut-off + V shift LJ */
 202 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJ##y
 203 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 204 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 205 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 206 #define LJ_COMB_GEOM
 207 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJCombGeom##y
 208 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 209 #undef LJ_COMB_GEOM
 210 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 211 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 212 #define LJ_COMB_LB
 213 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJCombLB##y
 214 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 215 #undef LJ_COMB_LB
 216 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 217 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 218 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 219 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombGeom##y
 220 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 221 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 222 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 223 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 224 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 225 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombLB##y
 226 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 227 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 228 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 229 /* F switch LJ */
 230 #define LJ_FORCE_SWITCH
 231 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJFsw##y
 232 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 233 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 234 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 235 /* V switch LJ */
 236 #define LJ_POT_SWITCH
 237 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwTwinCut_VdwLJPsw##y
 238 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 239 #undef LJ_POT_SWITCH
 240 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 241
 242 #undef EL_EWALD_ANA
 243 #undef VDW_CUTOFF_CHECK
 244
 245
 246 /* Tabulated Ewald interaction kernels */
 247 #define EL_EWALD_TAB
 248
 249 /* cut-off + V shift LJ */
 250 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJ##y
 251 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 252 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 253 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 254 #define LJ_COMB_GEOM
 255 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJCombGeom##y
 256 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 257 #undef LJ_COMB_GEOM
 258 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 259 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 260 #define LJ_COMB_LB
 261 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJCombLB##y
 262 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 263 #undef LJ_COMB_LB
 264 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 265 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 266 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 267 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJEwCombGeom##y
 268 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 269 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 270 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 271 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 272 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 273 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJEwCombLB##y
 274 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 275 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 276 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 277 /* F switch LJ */
 278 #define LJ_FORCE_SWITCH
 279 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJFsw##y
 280 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 281 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 282 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 283 /* V switch LJ */
 284 #define LJ_POT_SWITCH
 285 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTab_VdwLJPsw##y
 286 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 287 #undef LJ_POT_SWITCH
 288 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 289
 290 #undef EL_EWALD_TAB
 291
 292
 293 /* Tabulated Ewald interaction kernels with twin-range cut-off */
 294 #define EL_EWALD_TAB
 295 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 296
 297 /* cut-off + V shift LJ */
 298 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJ##y
 299 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 300 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 301 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 302 #define LJ_COMB_GEOM
 303 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwin_VdwLJCombGeom##y
 304 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 305 #undef LJ_COMB_GEOM
 306 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 307 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 308 #define LJ_COMB_LB
 309 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwin_VdwLJCombLB##y
 310 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 311 #undef LJ_COMB_LB
 312 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 313 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 314 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 315 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombGeom##y
 316 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 317 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 318 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 319 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 320 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 321 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombLB##y
 322 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 323 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 324 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 325 /* F switch LJ */
 326 #define LJ_FORCE_SWITCH
 327 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJFsw##y
 328 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 329 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 330 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 331 /* V switch LJ */
 332 #define LJ_POT_SWITCH
 333 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x##_ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJPsw##y
 334 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 335 #undef LJ_POT_SWITCH
 336 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 337
 338 #undef EL_EWALD_TAB
 339 #undef VDW_CUTOFF_CHECK