src/gromacs/nbnxm/pairlistset.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2015,2017 by the GROMACS development team.
   5  * Copyright (c) 2018,2019,2020, 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  *
  39  * \brief
  40  * Declares the PairlistSet class
  41  *
  42  * There is one PairlistSet object per locality. A PairlistSet
  43  * holds a list of CPU- or GPU-type pairlist objects, one for each thread,
  44  * as well as helper objects to construct each of those pairlists.
  45  *
  46  * \author Berk Hess <hess@kth.se>
  47  * \ingroup module_nbnxm
  48  */
  49
  50 #ifndef GMX_NBNXM_PAIRLISTSET_H
  51 #define GMX_NBNXM_PAIRLISTSET_H
  52
  53 #include <memory>
  54
  55 #include "gromacs/math/vectypes.h"
  56 #include "gromacs/mdtypes/locality.h"
  57 #include "gromacs/utility/basedefinitions.h"
  58 #include "gromacs/utility/real.h"
  59
  60 #include "pairlist.h"
  61
  62 struct nbnxn_atomdata_t;
  63 struct PairlistParams;
  64 struct PairsearchWork;
  65 struct SearchCycleCounting;
  66 struct t_nrnb;
  67
  68 namespace gmx
  69 {
  70 template<typename>
  71 class ListOfLists;
  72 }
  73
  74 namespace Nbnxm
  75 {
  76 class GridSet;
  77 }
  78
  79 /*! \internal
  80  * \brief An object that holds the local or non-local pairlists
  81  */
  82 class PairlistSet
  83 {
  84 public:
  85     //! Constructor: initializes the pairlist set as empty
  86     PairlistSet(gmx::InteractionLocality locality, const PairlistParams& listParams);
  87
  88     ~PairlistSet();
  89
  90     //! Constructs the pairlists in the set using the coordinates in \p nbat
  91     void constructPairlists(const Nbnxm::GridSet&         gridSet,
  92                             gmx::ArrayRef<PairsearchWork> searchWork,
  93                             nbnxn_atomdata_t*             nbat,
  94                             const gmx::ListOfLists<int>&  exclusions,
  95                             int                           minimumIlistCountForGpuBalancing,
  96                             t_nrnb*                       nrnb,
  97                             SearchCycleCounting*          searchCycleCounting);
  98
  99     //! Dispatch the kernel for dynamic pairlist pruning
 100     void dispatchPruneKernel(const nbnxn_atomdata_t* nbat, const rvec* shift_vec);
 101
 102     //! Returns the locality
 103     gmx::InteractionLocality locality() const { return locality_; }
 104
 105     //! Returns the lists of CPU pairlists
 106     gmx::ArrayRef<const NbnxnPairlistCpu> cpuLists() const { return cpuLists_; }
 107
 108     //! Returns a pointer to the GPU pairlist, nullptr when not present
 109     const NbnxnPairlistGpu* gpuList() const
 110     {
 111         if (!gpuLists_.empty())
 112         {
 113             return &gpuLists_[0];
 114         }
 115         else
 116         {
 117             return nullptr;
 118         }
 119     }
 120
 121     //! Returns the lists of free-energy pairlists, empty when nonbonded interactions are not perturbed
 122     gmx::ArrayRef<const std::unique_ptr<t_nblist>> fepLists() const { return fepLists_; }
 123
 124 private:
 125     //! The locality of the pairlist set
 126     gmx::InteractionLocality locality_;
 127     //! List of pairlists in CPU layout
 128     std::vector<NbnxnPairlistCpu> cpuLists_;
 129     //! List of working list for rebalancing CPU lists
 130     std::vector<NbnxnPairlistCpu> cpuListsWork_;
 131     //! List of pairlists in GPU layout
 132     std::vector<NbnxnPairlistGpu> gpuLists_;
 133     //! Pairlist parameters describing setup and ranges
 134     const PairlistParams& params_;
 135     //! Tells whether multiple lists get merged into one (the first) after creation
 136     bool combineLists_;
 137     //! Tells whether the lists is of CPU type, otherwise GPU type
 138     gmx_bool isCpuType_;
 139     //! Lists for perturbed interactions in simple atom-atom layout
 140     std::vector<std::unique_ptr<t_nblist>> fepLists_;
 141
 142 public:
 143     /* Pair counts for flop counting */
 144     //! Total number of atom pairs for LJ+Q kernel
 145     int natpair_ljq_;
 146     //! Total number of atom pairs for LJ kernel
 147     int natpair_lj_;
 148     //! Total number of atom pairs for Q kernel
 149     int natpair_q_;
 150 };
 151
 152 #endif