src/gromacs/simd/tests/simd_floatingpoint.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014,2015,2016,2017,2018 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 #include "gmxpre.h"
  37
  38 #include <cmath>
  39
  40 #include <array>
  41
  42 #include "gromacs/math/utilities.h"
  43 #include "gromacs/simd/simd.h"
  44 #include "gromacs/utility/basedefinitions.h"
  45
  46 #include "testutils/testasserts.h"
  47
  48 #include "data.h"
  49 #include "simd.h"
  50
  51 #if GMX_SIMD
  52
  53 namespace gmx
  54 {
  55 namespace test
  56 {
  57
  58 namespace
  59 {
  60
  61 /*! \cond internal */
  62 /*! \addtogroup module_simd */
  63 /*! \{ */
  64
  65 #    if GMX_SIMD_HAVE_REAL
  66
  67 /*! \brief Test fixture for floating-point tests (identical to the generic \ref SimdTest) */
  68 typedef SimdTest SimdFloatingpointTest;
  69
  70 TEST_F(SimdFloatingpointTest, setZero)
  71 {
  72     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(0.0), setZero());
  73 }
  74
  75 TEST_F(SimdFloatingpointTest, set)
  76 {
  77     const real* p = &c0;
  78     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(c1), SimdReal(c1));
  79     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(c0), SimdReal(*p));
  80 }
  81
  82 TEST_F(SimdFloatingpointTest, add)
  83 {
  84     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 + c3, c1 + c4, c2 + c5), rSimd_c0c1c2 + rSimd_c3c4c5);
  85 }
  86
  87 TEST_F(SimdFloatingpointTest, maskAdd)
  88 {
  89     SimdBool m = setSimdRealFrom3R(c6, 0, c7) != setZero();
  90     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 + c3, c1 + 0.0, c2 + c5),
  91                               maskAdd(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, m));
  92 }
  93
  94 TEST_F(SimdFloatingpointTest, sub)
  95 {
  96     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 - c3, c1 - c4, c2 - c5), rSimd_c0c1c2 - rSimd_c3c4c5);
  97 }
  98
  99 TEST_F(SimdFloatingpointTest, mul)
 100 {
 101     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 * c3, c1 * c4, c2 * c5), rSimd_c0c1c2 * rSimd_c3c4c5);
 102 }
 103
 104 TEST_F(SimdFloatingpointTest, maskzMul)
 105 {
 106     SimdBool m = setSimdRealFrom3R(c1, 0, c1) != setZero();
 107     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 * c3, 0.0, c2 * c5),
 108                               maskzMul(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, m));
 109 }
 110
 111 TEST_F(SimdFloatingpointTest, fma)
 112 {
 113     // The last bit of FMA operations depends on hardware, so we don't require exact match
 114     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 * c3 + c6, c1 * c4 + c7, c2 * c5 + c8),
 115                               fma(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, rSimd_c6c7c8));
 116 }
 117
 118
 119 TEST_F(SimdFloatingpointTest, maskzFma)
 120 {
 121     SimdBool m = setSimdRealFrom3R(c2, 0, c3) != setZero();
 122     // The last bit of FMA operations depends on hardware, so we don't require exact match
 123     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 * c3 + c6, 0.0, c2 * c5 + c8),
 124                               maskzFma(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, rSimd_c6c7c8, m));
 125 }
 126
 127 TEST_F(SimdFloatingpointTest, fms)
 128 {
 129     // The last bit of FMA operations depends on hardware, so we don't require exact match
 130     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c0 * c3 - c6, c1 * c4 - c7, c2 * c5 - c8),
 131                               fms(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, rSimd_c6c7c8));
 132 }
 133
 134 TEST_F(SimdFloatingpointTest, fnma)
 135 {
 136     // The last bit of FMA operations depends on hardware, so we don't require exact match
 137     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(c6 - c0 * c3, c7 - c1 * c4, c8 - c2 * c5),
 138                               fnma(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, rSimd_c6c7c8));
 139 }
 140
 141 TEST_F(SimdFloatingpointTest, fnms)
 142 {
 143     // The last bit of FMA operations depends on hardware, so we don't require exact match
 144     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom3R(-c0 * c3 - c6, -c1 * c4 - c7, -c2 * c5 - c8),
 145                               fnms(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, rSimd_c6c7c8));
 146 }
 147
 148 TEST_F(SimdFloatingpointTest, abs)
 149 {
 150     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, abs(rSimd_c0c1c2)); // fabs(x)=x
 151     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, abs(rSimd_m0m1m2)); // fabs(-x)=x
 152 }
 153
 154 TEST_F(SimdFloatingpointTest, neg)
 155 {
 156     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_m0m1m2, -(rSimd_c0c1c2)); // fneg(x)=-x
 157     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, -(rSimd_m0m1m2)); // fneg(-x)=x
 158 }
 159
 160 #        if GMX_SIMD_HAVE_LOGICAL
 161 TEST_F(SimdFloatingpointTest, and)
 162 {
 163     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_logicalResultAnd, (rSimd_logicalA & rSimd_logicalB));
 164 }
 165
 166 TEST_F(SimdFloatingpointTest, or)
 167 {
 168     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_logicalResultOr, (rSimd_logicalA | rSimd_logicalB));
 169 }
 170
 171 TEST_F(SimdFloatingpointTest, xor)
 172 {
 173     /* Test xor by taking xor with a number and its negative. This should result
 174      * in only the sign bit being set. We then use this bit change the sign of
 175      * different numbers.
 176      */
 177     SimdReal signbit = SimdReal(c1) ^ SimdReal(-c1);
 178     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(-c2, c3, -c4), (signbit ^ setSimdRealFrom3R(c2, -c3, c4)));
 179 }
 180
 181 TEST_F(SimdFloatingpointTest, andNot)
 182 {
 183     /* Use xor (which we already tested, so fix that first if both tests fail)
 184      * to extract the sign bit, and then use andnot to take absolute values.
 185      */
 186     SimdReal signbit = SimdReal(c1) ^ SimdReal(-c1);
 187     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c2, c3, c4),
 188                             andNot(signbit, setSimdRealFrom3R(-c2, c3, -c4)));
 189 }
 190
 191 #        endif
 192
 193 TEST_F(SimdFloatingpointTest, max)
 194 {
 195     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c3, c1, c4), max(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c0c4));
 196     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c3, c1, c4), max(rSimd_c3c0c4, rSimd_c0c1c2));
 197     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(-c0, -c0, -c2), max(rSimd_m0m1m2, rSimd_m3m0m4));
 198     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(-c0, -c0, -c2), max(rSimd_m3m0m4, rSimd_m0m1m2));
 199 }
 200
 201 TEST_F(SimdFloatingpointTest, min)
 202 {
 203     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, c0, c2), min(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c0c4));
 204     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, c0, c2), min(rSimd_c3c0c4, rSimd_c0c1c2));
 205     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(-c3, -c1, -c4), min(rSimd_m0m1m2, rSimd_m3m0m4));
 206     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(-c3, -c1, -c4), min(rSimd_m3m0m4, rSimd_m0m1m2));
 207 }
 208
 209 TEST_F(SimdFloatingpointTest, round)
 210 {
 211     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(2), round(rSimd_2p25));
 212     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(4), round(rSimd_3p75));
 213     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-2), round(rSimd_m2p25));
 214     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-4), round(rSimd_m3p75));
 215 }
 216
 217 TEST_F(SimdFloatingpointTest, roundMode)
 218 {
 219     /* Rounding mode needs to be consistent between round and cvtR2I */
 220     SimdReal x0 = setSimdRealFrom3R(0.5, 11.5, 99.5);
 221     SimdReal x1 = setSimdRealFrom3R(-0.5, -11.5, -99.5);
 222
 223     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(round(x0), cvtI2R(cvtR2I(x0)));
 224     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(round(x1), cvtI2R(cvtR2I(x1)));
 225 }
 226
 227 TEST_F(SimdFloatingpointTest, trunc)
 228 {
 229     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(2), trunc(rSimd_2p25));
 230     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(3), trunc(rSimd_3p75));
 231     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-2), trunc(rSimd_m2p25));
 232     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-3), trunc(rSimd_m3p75));
 233 }
 234
 235 // We explicitly test the exponent/mantissa routines with double precision data,
 236 // since these usually rely on direct manipulation and shift of the SIMD registers,
 237 // where it is easy to make mistakes with single vs double precision.
 238
 239 TEST_F(SimdFloatingpointTest, frexp)
 240 {
 241     SimdReal  fraction;
 242     SimdInt32 exponent;
 243
 244
 245     fraction = frexp(rSimd_Exp, &exponent);
 246     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(0.609548660288905419513128,
 247                                               0.5833690139241746175358116,
 248                                               -0.584452007502232362412542),
 249                             fraction);
 250     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(61, -40, 55), exponent);
 251
 252     // Test the unsafe flavor too, in case they use different branches
 253     fraction = frexp<MathOptimization::Unsafe>(rSimd_Exp, &exponent);
 254     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(0.609548660288905419513128,
 255                                               0.5833690139241746175358116,
 256                                               -0.584452007502232362412542),
 257                             fraction);
 258     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(61, -40, 55), exponent);
 259
 260     // Use ulp testing with 0 bit ulp tolerance for testing to separate 0.0 and -0.0
 261     setUlpTol(0);
 262     fraction = frexp(setSimdRealFrom1R(0.0), &exponent);
 263     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom1R(0.0), fraction);
 264     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0), exponent);
 265
 266     // Second -0.0.
 267     fraction = frexp(setSimdRealFrom1R(-0.0), &exponent);
 268     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(setSimdRealFrom1R(-0.0), fraction);
 269     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0), exponent);
 270
 271     // Reset to default ulp tolerance
 272     setUlpTol(defaultRealUlpTol());
 273
 274 #        if GMX_SIMD_HAVE_DOUBLE && GMX_DOUBLE
 275     // Test exponents larger than what fit in single precision, as well as mixtures of 0 and non-zero values, to
 276     // make sure the shuffling operations in the double-precision implementations don't do anything bad.
 277     fraction = frexp(rSimd_ExpDouble1, &exponent);
 278     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(
 279             setSimdRealFrom3R(0.0, 0.5236473618795619566768096, -0.9280331023751380303821179), fraction);
 280     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(0, -461, 673), exponent);
 281
 282     fraction = frexp(rSimd_ExpDouble2, &exponent);
 283     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(
 284             setSimdRealFrom3R(0.6206306194761728178832527, 0.0, -0.9280331023751380303821179), fraction);
 285     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(588, 0, 673), exponent);
 286 #        endif
 287 }
 288
 289 TEST_F(SimdFloatingpointTest, ldexp)
 290 {
 291     SimdReal one = setSimdRealFrom1R(1.0);
 292
 293     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(pow(2.0, 60.0), pow(2.0, -41.0), pow(2.0, 54.0)),
 294                             ldexp<MathOptimization::Unsafe>(one, setSimdIntFrom3I(60, -41, 54)));
 295 #        if GMX_SIMD_HAVE_DOUBLE && GMX_DOUBLE
 296     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(pow(2.0, 587.0), pow(2.0, -462.0), pow(2.0, 672.0)),
 297                             ldexp<MathOptimization::Unsafe>(one, setSimdIntFrom3I(587, -462, 672)));
 298 #        endif
 299     // The default safe version must be able to handle very negative arguments too
 300     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setZero(), ldexp(one, setSimdIntFrom3I(-2000, -1000000, -1000000000)));
 301 }
 302
 303 /*
 304  * We do extensive 1/sqrt(x) and 1/x accuracy testing in the math module, so
 305  * we just make sure the lookup instructions appear to work here
 306  */
 307
 308 TEST_F(SimdFloatingpointTest, rsqrt)
 309 {
 310     SimdReal x   = setSimdRealFrom3R(4.0, M_PI, 1234567890.0);
 311     SimdReal ref = setSimdRealFrom3R(0.5, 1.0 / std::sqrt(M_PI), 1.0 / std::sqrt(1234567890.0));
 312     int      shiftbits = std::numeric_limits<real>::digits - GMX_SIMD_RSQRT_BITS;
 313
 314     if (shiftbits < 0)
 315     {
 316         shiftbits = 0;
 317     }
 318
 319     /* Set the allowed ulp error as 2 to the power of the number of bits in
 320      * the mantissa that do not have to be correct after the table lookup.
 321      */
 322     setUlpTol(1LL << shiftbits);
 323     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(ref, rsqrt(x));
 324 }
 325
 326 TEST_F(SimdFloatingpointTest, maskzRsqrt)
 327 {
 328     SimdReal x = setSimdRealFrom3R(M_PI, -4.0, 0.0);
 329     // simdCmpLe is tested separately further down
 330     SimdBool m         = setZero() < x;
 331     SimdReal ref       = setSimdRealFrom3R(1.0 / std::sqrt(M_PI), 0.0, 0.0);
 332     int      shiftbits = std::numeric_limits<real>::digits - GMX_SIMD_RSQRT_BITS;
 333
 334     if (shiftbits < 0)
 335     {
 336         shiftbits = 0;
 337     }
 338
 339     /* Set the allowed ulp error as 2 to the power of the number of bits in
 340      * the mantissa that do not have to be correct after the table lookup.
 341      */
 342     setUlpTol(1LL << shiftbits);
 343     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(ref, maskzRsqrt(x, m));
 344 }
 345
 346 TEST_F(SimdFloatingpointTest, rcp)
 347 {
 348     SimdReal x         = setSimdRealFrom3R(4.0, M_PI, 1234567890.0);
 349     SimdReal ref       = setSimdRealFrom3R(0.25, 1.0 / M_PI, 1.0 / 1234567890.0);
 350     int      shiftbits = std::numeric_limits<real>::digits - GMX_SIMD_RCP_BITS;
 351
 352     if (shiftbits < 0)
 353     {
 354         shiftbits = 0;
 355     }
 356
 357     /* Set the allowed ulp error as 2 to the power of the number of bits in
 358      * the mantissa that do not have to be correct after the table lookup.
 359      */
 360     setUlpTol(1LL << shiftbits);
 361     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(ref, rcp(x));
 362 }
 363
 364 TEST_F(SimdFloatingpointTest, maskzRcp)
 365 {
 366     SimdReal x         = setSimdRealFrom3R(M_PI, 0.0, -1234567890.0);
 367     SimdBool m         = (x != setZero());
 368     SimdReal ref       = setSimdRealFrom3R(1.0 / M_PI, 0.0, -1.0 / 1234567890.0);
 369     int      shiftbits = std::numeric_limits<real>::digits - GMX_SIMD_RCP_BITS;
 370
 371     if (shiftbits < 0)
 372     {
 373         shiftbits = 0;
 374     }
 375
 376     /* Set the allowed ulp error as 2 to the power of the number of bits in
 377      * the mantissa that do not have to be correct after the table lookup.
 378      */
 379     setUlpTol(1LL << shiftbits);
 380     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_NEAR(ref, maskzRcp(x, m));
 381 }
 382
 383 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cmpEqAndSelectByMask)
 384 {
 385     SimdBool eq = rSimd_c4c6c8 == rSimd_c6c7c8;
 386     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(0, 0, c2), selectByMask(rSimd_c0c1c2, eq));
 387 }
 388
 389 TEST_F(SimdFloatingpointTest, selectByNotMask)
 390 {
 391     SimdBool eq = rSimd_c4c6c8 == rSimd_c6c7c8;
 392     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, c1, 0), selectByNotMask(rSimd_c0c1c2, eq));
 393 }
 394
 395 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cmpNe)
 396 {
 397     SimdBool eq = rSimd_c4c6c8 != rSimd_c6c7c8;
 398     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, c1, 0), selectByMask(rSimd_c0c1c2, eq));
 399 }
 400
 401 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cmpLe)
 402 {
 403     SimdBool le = rSimd_c4c6c8 <= rSimd_c6c7c8;
 404     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, selectByMask(rSimd_c0c1c2, le));
 405 }
 406
 407 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cmpLt)
 408 {
 409     SimdBool lt = rSimd_c4c6c8 < rSimd_c6c7c8;
 410     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, c1, 0), selectByMask(rSimd_c0c1c2, lt));
 411 }
 412
 413 #        if GMX_SIMD_HAVE_INT32_LOGICAL || GMX_SIMD_HAVE_LOGICAL
 414 TEST_F(SimdFloatingpointTest, testBits)
 415 {
 416     SimdBool eq = testBits(setSimdRealFrom3R(c1, 0, c1));
 417     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c0, 0, c2), selectByMask(rSimd_c0c1c2, eq));
 418
 419     // Test if we detect only the sign bit being set
 420     eq = testBits(setSimdRealFrom1R(GMX_REAL_NEGZERO));
 421     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, selectByMask(rSimd_c0c1c2, eq));
 422 }
 423 #        endif
 424
 425 TEST_F(SimdFloatingpointTest, andB)
 426 {
 427     SimdBool eq = rSimd_c4c6c8 == rSimd_c6c7c8;
 428     SimdBool le = rSimd_c4c6c8 <= rSimd_c6c7c8;
 429     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(0, 0, c2), selectByMask(rSimd_c0c1c2, (eq && le)));
 430 }
 431
 432 TEST_F(SimdFloatingpointTest, orB)
 433 {
 434     SimdBool eq = rSimd_c4c6c8 == rSimd_c6c7c8;
 435     SimdBool lt = rSimd_c4c6c8 < rSimd_c6c7c8;
 436     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(rSimd_c0c1c2, selectByMask(rSimd_c0c1c2, (eq || lt)));
 437 }
 438
 439 TEST_F(SimdFloatingpointTest, anyTrueB)
 440 {
 441     alignas(GMX_SIMD_ALIGNMENT) std::array<real, GMX_SIMD_REAL_WIDTH> mem{};
 442
 443     // Test the false case
 444     EXPECT_FALSE(anyTrue(setZero() < load<SimdReal>(mem.data())));
 445
 446     // Test each bit (these should all be true)
 447     for (int i = 0; i < GMX_SIMD_REAL_WIDTH; i++)
 448     {
 449         mem.fill(0.0);
 450         mem[i] = 1.0;
 451         EXPECT_TRUE(anyTrue(setZero() < load<SimdReal>(mem.data())))
 452                 << "Not detecting true in element " << i;
 453     }
 454 }
 455
 456 TEST_F(SimdFloatingpointTest, blend)
 457 {
 458     SimdBool lt = rSimd_c4c6c8 < rSimd_c6c7c8;
 459     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(c3, c4, c2), blend(rSimd_c0c1c2, rSimd_c3c4c5, lt));
 460 }
 461
 462 TEST_F(SimdFloatingpointTest, reduce)
 463 {
 464     // The horizontal sum of the SIMD variable depends on the width, so
 465     // simply store it an extra time and calculate what the sum should be
 466     std::vector<real> v   = simdReal2Vector(rSimd_c3c4c5);
 467     real              sum = 0.0;
 468
 469     for (int i = 0; i < GMX_SIMD_REAL_WIDTH; i++)
 470     {
 471         sum += v[i];
 472     }
 473
 474     EXPECT_REAL_EQ_TOL(sum, reduce(rSimd_c3c4c5), defaultRealTolerance());
 475 }
 476
 477 #    endif // GMX_SIMD_HAVE_REAL
 478
 479 #    if GMX_SIMD_HAVE_FLOAT && GMX_SIMD_HAVE_DOUBLE
 480 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cvtFloat2Double)
 481 {
 482     alignas(GMX_SIMD_ALIGNMENT) float f[GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH];
 483     alignas(GMX_SIMD_ALIGNMENT) double d[GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH]; // Yes, double array length should be same as float
 484
 485     int                    i;
 486     SimdFloat              vf;
 487     SimdDouble             vd0;
 488     FloatingPointTolerance tolerance(defaultRealTolerance());
 489
 490     for (i = 0; i < GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH; i++)
 491     {
 492         // Scale by 1+100*eps to use low bits too.
 493         // Due to the conversions we want to avoid being too sensitive to fluctuations in last bit
 494         f[i] = i * (1.0 + 100 * GMX_FLOAT_EPS);
 495     }
 496
 497     vf = load<SimdFloat>(f);
 498 #        if (GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH == 2 * GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH)
 499     SimdDouble vd1;
 500     cvtF2DD(vf, &vd0, &vd1);
 501     store(d + GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH, vd1); // Store upper part halfway through array
 502 #        elif (GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH == GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH)
 503     vd0 = cvtF2D(vf);
 504 #        else
 505 #            error Width of float SIMD must either be identical to double, or twice the width.
 506 #        endif
 507     store(d, vd0); // store lower (or whole) part from start of vector
 508
 509     for (i = 0; i < GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH; i++)
 510     {
 511         EXPECT_REAL_EQ_TOL(f[i], d[i], tolerance);
 512     }
 513 }
 514
 515 TEST_F(SimdFloatingpointTest, cvtDouble2Float)
 516 {
 517     alignas(GMX_SIMD_ALIGNMENT) float f[GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH];
 518     alignas(GMX_SIMD_ALIGNMENT) double d[GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH]; // Yes, double array length should be same as float
 519     int                    i;
 520     SimdFloat              vf;
 521     SimdDouble             vd0;
 522     FloatingPointTolerance tolerance(defaultRealTolerance());
 523
 524     // This fills elements for pd1 too when double width is 2*single width
 525     for (i = 0; i < GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH; i++)
 526     {
 527         // Scale by 1+eps to use low bits too.
 528         // Due to the conversions we want to avoid being too sensitive to fluctuations in last bit
 529         d[i] = i * (1.0 + 100 * GMX_FLOAT_EPS);
 530     }
 531
 532     vd0 = load<SimdDouble>(d);
 533 #        if (GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH == 2 * GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH)
 534     SimdDouble vd1 = load<SimdDouble>(d + GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH); // load upper half of data
 535     vf             = cvtDD2F(vd0, vd1);
 536 #        elif (GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH == GMX_SIMD_DOUBLE_WIDTH)
 537     vf  = cvtD2F(vd0);
 538 #        else
 539 #            error Width of float SIMD must either be identical to double, or twice the width.
 540 #        endif
 541     store(f, vf);
 542
 543     // This will check elements in pd1 too when double width is 2*single width
 544     for (i = 0; i < GMX_SIMD_FLOAT_WIDTH; i++)
 545     {
 546         EXPECT_FLOAT_EQ_TOL(d[i], f[i], tolerance);
 547     }
 548 }
 549 #    endif // GMX_SIMD_HAVE_FLOAT && GMX_SIMD_HAVE_DOUBLE
 550
 551 /*! \} */
 552 /*! \endcond */
 553
 554 } // namespace
 555 } // namespace test
 556 } // namespace gmx
 557
 558 #endif // GMX_SIMD