src/gromacs/simd/tests/simd_integer.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014, 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
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  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 #include "gmxpre.h"
  36
  37 #include "config.h"
  38
  39 #include "simd.h"
  40
  41 /* Some notes on the setup of these tests:
  42  *
  43  * It might seem strange to mix different instructions for "setting" SIMD
  44  * registers, but the difference is that the routines like setSimdIntFrom1I()
  45  * only use the load/store operations that we already test separately in
  46  * bootstrap_loadstore.cpp. Since these are "known good" if the bootstrap
  47  * tests pass, we use them to test the normal SIMD implementation instructions
  48  * that all have gmx_simd_ prefixes.
  49  */
  50
  51 namespace gmx
  52 {
  53 namespace test
  54 {
  55 namespace
  56 {
  57
  58 /*! \cond internal */
  59 /*! \addtogroup module_simd */
  60 /*! \{ */
  61
  62 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_INT32
  63
  64 /*! \brief Test fixture for integer tests (identical to the generic \ref SimdTest) */
  65 typedef SimdTest SimdIntegerTest;
  66
  67 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSetZeroI)
  68 {
  69     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0), gmx_simd_setzero_i());
  70 }
  71
  72 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSet1I)
  73 {
  74     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(1), gmx_simd_set1_i(1));
  75 }
  76
  77 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS
  78 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAddI)
  79 {
  80     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_5_7_9,   gmx_simd_add_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6)    );    // short add
  81     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_5M_7M_9M, gmx_simd_add_i(iSimd_1M_2M_3M, iSimd_4M_5M_6M)); // 32 bit add
  82 }
  83
  84 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSubI)
  85 {
  86     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_1_2_3,   gmx_simd_sub_i(iSimd_5_7_9, iSimd_4_5_6)    );    // short sub
  87     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_1M_2M_3M, gmx_simd_sub_i(iSimd_5M_7M_9M, iSimd_4M_5M_6M)); // 32 bit sub
  88 }
  89
  90 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdMulI)
  91 {
  92     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(4, 10, 18), gmx_simd_mul_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6));                       // 2*3=6 (short mul)
  93     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(268435456), gmx_simd_mul_i(gmx_simd_set1_i(16384), gmx_simd_set1_i(16384))); // 16384*16384 = 268435456 (long mul)
  94 }
  95 #endif
  96
  97 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_LOGICAL
  98 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSlliI)
  99 {
 100     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4194304), gmx_simd_slli_i(gmx_simd_set1_i(2), 21)); // 2 << 21 = 4194304
 101 }
 102
 103 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSrliI)
 104 {
 105     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4), gmx_simd_srli_i(gmx_simd_set1_i(4194304), 20)); // 4194304 >> 20 = 4
 106 }
 107
 108 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAndI)
 109 {
 110     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0xC0C0C0C0), gmx_simd_and_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 111 }
 112
 113 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAndnotI)
 114 {
 115     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0x0C0C0C0C), gmx_simd_andnot_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 116 }
 117
 118 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdOrI)
 119 {
 120     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0xFCFCFCFC), gmx_simd_or_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 121 }
 122
 123 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdXorI)
 124 {
 125     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0x3C3C3C3C), gmx_simd_xor_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 126 }
 127 #endif
 128
 129 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_INT32_EXTRACT
 130 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdExtractI)
 131 {
 132     int              idata[GMX_SIMD_INT32_WIDTH*2];
 133     int *            p = gmx_simd_align_i(idata);
 134     gmx_simd_int32_t simd;
 135     int              i, extracted_int;
 136
 137     for (i = 0; i < GMX_SIMD_INT32_WIDTH; i++)
 138     {
 139         p[i] = i+1;
 140     }
 141     simd = gmx_simd_load_i(p);
 142
 143     /* We cannot do a loop here, since
 144      * - C++ gets confused about signed/unsigned if SSE macros are used in EXPECT_EQ()
 145      * - Extract macros can only take immediates (not variables) on some archs,
 146      *   and some compilers are not smart enough to expand the for loop.
 147      *
 148      * To solve this we use a few values manually instead of a for-loop.
 149      */
 150     extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 0);
 151     EXPECT_EQ(1, extracted_int);
 152     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 2)
 153     {
 154         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 1);
 155         EXPECT_EQ(2, extracted_int);
 156     }
 157     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 4)
 158     {
 159         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 3);
 160         EXPECT_EQ(4, extracted_int);
 161     }
 162     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 6)
 163     {
 164         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 5);
 165         EXPECT_EQ(6, extracted_int);
 166     }
 167     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 8)
 168     {
 169         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 7);
 170         EXPECT_EQ(8, extracted_int);
 171     }
 172 }
 173 #endif
 174
 175 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_REAL
 176 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtR2I)
 177 {
 178     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4), gmx_simd_cvt_r2i(rSimd_3p75));
 179     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(-4), gmx_simd_cvt_r2i(rSimd_m3p75));
 180 }
 181
 182 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvttR2I)
 183 {
 184     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(3), gmx_simd_cvtt_r2i(rSimd_3p75));
 185     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(-3), gmx_simd_cvtt_r2i(rSimd_m3p75));
 186 }
 187
 188 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtI2R)
 189 {
 190     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(2.0), gmx_simd_cvt_i2r(gmx_simd_set1_i(2)));
 191     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-2.0), gmx_simd_cvt_i2r(gmx_simd_set1_i(-2)));
 192 }
 193 #endif
 194
 195 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS
 196 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolCmpEqAndBlendZeroI)
 197 {
 198     gmx_simd_ibool_t eq   = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 199     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(0, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, eq));
 200 }
 201
 202 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBlendNotZeroI)
 203 {
 204     gmx_simd_ibool_t eq   = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 205     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 2, 0), gmx_simd_blendnotzero_i(iSimd_1_2_3, eq));
 206 }
 207
 208 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolCmpLTI)
 209 {
 210     gmx_simd_ibool_t lt   = gmx_simd_cmplt_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 211     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 2, 0), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, lt));
 212 }
 213
 214 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolAndIB)
 215 {
 216     gmx_simd_ibool_t eq1  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 217     gmx_simd_ibool_t eq2  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_5_7_9);
 218     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(0, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, gmx_simd_and_ib(eq1, eq2)));
 219 }
 220
 221 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolOrIB)
 222 {
 223     gmx_simd_ibool_t eq1  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 224     gmx_simd_ibool_t eq2  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));
 225     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, gmx_simd_or_ib(eq1, eq2)));
 226 }
 227
 228 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAnytrueIB)
 229 {
 230     gmx_simd_ibool_t eq;
 231
 232     /* See comment in floatingpoint.cpp. We should only check the first element here,
 233      * since the SIMD width could be 1 as a special case.
 234      */
 235     eq = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));
 236     EXPECT_NE(0, gmx_simd_anytrue_ib(eq));
 237
 238     eq = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6);
 239     EXPECT_EQ(0, gmx_simd_anytrue_ib(eq));
 240 }
 241
 242 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBlendvI)
 243 {
 244     gmx_simd_ibool_t lt   = gmx_simd_cmplt_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 245     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(4, 5, 3), gmx_simd_blendv_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6, lt));
 246 }
 247 #endif
 248
 249 #if (defined GMX_SIMD_HAVE_REAL) && (defined GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS)
 250 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtB2IB)
 251 {
 252     gmx_simd_bool_t  eq   = gmx_simd_cmpeq_r(rSimd_5_7_9, setSimdRealFrom3R(5, 0, 0));  // eq should be T,F,F
 253     gmx_simd_ibool_t eqi  = gmx_simd_cvt_b2ib(eq);
 254     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 0, 0), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, eqi));
 255
 256 }
 257
 258 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtIB2B)
 259 {
 260     gmx_simd_ibool_t eqi  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));  // eq should be T,F,F
 261     gmx_simd_bool_t  eq   = gmx_simd_cvt_ib2b(eqi);
 262     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(1.0, 0, 0), gmx_simd_blendzero_r(rSimd_1_2_3, eq));
 263 }
 264 #endif
 265
 266 #endif      // GMX_SIMD_HAVE_INT32
 267
 268 /*! \} */
 269 /*! \endcond */
 270
 271 }      // namespace
 272 }      // namespace
 273 }      // namespace