src/gromacs/simd/vector_operations.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014, 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
  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
  36 /* The macros in this file are intended to be used for writing
  37  * architecture-independent SIMD intrinsics code.
  38  * To support a new architecture, adding macros here should be (nearly)
  39  * all that is needed.
  40  */
  41
  42 /* This file contains vector operation functions using SIMD intrinsics.
  43  * gromacs/simd/macros.h should be included before including this file.
  44  */
  45
  46 #ifndef GMX_SIMD_VECTOR_OPERATIONS_H
  47 #define GMX_SIMD_VECTOR_OPERATIONS_H
  48
  49 #ifndef GMX_SIMD_MACROS_H
  50 #error "gromacs/simd/macros.h was not included before including gromacs/simd/vector_operations.h"
  51 #endif
  52
  53
  54 /* x^2 + y^2 + z^2 */
  55 static gmx_inline gmx_simd_real_t
  56 gmx_simd_calc_rsq_r(gmx_simd_real_t x, gmx_simd_real_t y, gmx_simd_real_t z)
  57 {
  58     return gmx_simd_fmadd_r(z, z, gmx_simd_fmadd_r(y, y, gmx_simd_mul_r(x, x)));
  59 }
  60
  61 /* inner-product of multiple vectors */
  62 static gmx_inline gmx_simd_real_t
  63 gmx_simd_iprod_r(gmx_simd_real_t ax, gmx_simd_real_t ay, gmx_simd_real_t az,
  64                  gmx_simd_real_t bx, gmx_simd_real_t by, gmx_simd_real_t bz)
  65 {
  66     gmx_simd_real_t ret;
  67
  68     ret = gmx_simd_mul_r(ax, bx);
  69     ret = gmx_simd_fmadd_r(ay, by, ret);
  70     ret = gmx_simd_fmadd_r(az, bz, ret);
  71
  72     return ret;
  73 }
  74
  75 /* norm squared of multiple vectors */
  76 static gmx_inline gmx_simd_real_t
  77 gmx_simd_norm2_r(gmx_simd_real_t ax, gmx_simd_real_t ay, gmx_simd_real_t az)
  78 {
  79     gmx_simd_real_t ret;
  80
  81     ret = gmx_simd_mul_r(ax, ax);
  82     ret = gmx_simd_fmadd_r(ay, ay, ret);
  83     ret = gmx_simd_fmadd_r(az, az, ret);
  84
  85     return ret;
  86 }
  87
  88 /* cross-product of multiple vectors */
  89 static gmx_inline void
  90 gmx_simd_cprod_r(gmx_simd_real_t ax, gmx_simd_real_t ay, gmx_simd_real_t az,
  91                  gmx_simd_real_t bx, gmx_simd_real_t by, gmx_simd_real_t bz,
  92                  gmx_simd_real_t *cx, gmx_simd_real_t *cy, gmx_simd_real_t *cz)
  93 {
  94     *cx = gmx_simd_mul_r(ay, bz);
  95     *cx = gmx_simd_fnmadd_r(az, by, *cx);
  96
  97     *cy = gmx_simd_mul_r(az, bx);
  98     *cy = gmx_simd_fnmadd_r(ax, bz, *cy);
  99
 100     *cz = gmx_simd_mul_r(ax, by);
 101     *cz = gmx_simd_fnmadd_r(ay, bx, *cz);
 102 }
 103
 104 /* a + b + c + d (not really a vector operation, but where else put this?) */
 105 static gmx_inline gmx_simd_real_t
 106 gmx_simd_sum4_r(gmx_simd_real_t a, gmx_simd_real_t b, gmx_simd_real_t c, gmx_simd_real_t d)
 107 {
 108     return gmx_simd_add_r(gmx_simd_add_r(a, b), gmx_simd_add_r(c, d));
 109 }
 110
 111
 112 #endif