src/mdlib/nbnxn_kernels/simd_4xn/nbnxn_kernel_simd_4xn_inner.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2009, The GROMACS Development Team
   6  * Copyright (c) 2012,2013, by the GROMACS development team, led by
   7  * David van der Spoel, Berk Hess, Erik Lindahl, and including many
   8  * others, as listed in the AUTHORS file in the top-level source
   9  * directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37
  38 /* This is the innermost loop contents for the 4 x N atom SIMD kernel.
  39  * This flavor of the kernel calculates interactions of 4 i-atoms
  40  * with N j-atoms stored in N wide SIMD registers.
  41  */
  42
  43
  44 /* When calculating RF or Ewald interactions we calculate the electrostatic
  45  * forces on excluded atom pairs here in the non-bonded loops.
  46  * But when energies and/or virial is required we calculate them
  47  * separately to as then it is easier to separate the energy and virial
  48  * contributions.
  49  */
  50 #if defined CHECK_EXCLS && defined CALC_COULOMB
  51 #define EXCL_FORCES
  52 #endif
  53
  54 /* Without exclusions and energies we only need to mask the cut-off,
  55  * this can be faster when we have defined gmx_blendv_pr, i.e. an instruction
  56  * that selects from two SIMD registers based on the contents of a third.
  57  */
  58 #if !(defined CHECK_EXCLS || defined CALC_ENERGIES) && defined GMX_SIMD_HAVE_BLENDV
  59 /* With RF and tabulated Coulomb we replace cmp+and with sub+blendv.
  60  * With gcc this is slower, except for RF on Sandy Bridge.
  61  * Tested with gcc 4.6.2, 4.6.3 and 4.7.1.
  62  */
  63 #if (defined CALC_COUL_RF || defined CALC_COUL_TAB) && (!defined __GNUC__ || (defined CALC_COUL_RF && defined GMX_X86_AVX_256))
  64 #define NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
  65 #endif
  66 /* With analytical Ewald we replace cmp+and+and with sub+blendv+blendv.
  67  * This is only faster with icc on Sandy Bridge (PS kernel slower than gcc 4.7).
  68  * Tested with icc 13.
  69  */
  70 #if defined CALC_COUL_EWALD && defined __INTEL_COMPILER && defined GMX_X86_AVX_256
  71 #define NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
  72 #endif
  73 #endif
  74
  75 {
  76     int        cj, aj, ajx, ajy, ajz;
  77
  78 #ifdef ENERGY_GROUPS
  79     /* Energy group indices for two atoms packed into one int */
  80     int        egp_jj[UNROLLJ/2];
  81 #endif
  82
  83 #ifdef CHECK_EXCLS
  84     /* Interaction (non-exclusion) mask of all 1's or 0's */
  85     gmx_mm_pb  interact_S0;
  86     gmx_mm_pb  interact_S1;
  87     gmx_mm_pb  interact_S2;
  88     gmx_mm_pb  interact_S3;
  89 #endif
  90
  91     gmx_mm_pr  jx_S, jy_S, jz_S;
  92     gmx_mm_pr  dx_S0, dy_S0, dz_S0;
  93     gmx_mm_pr  dx_S1, dy_S1, dz_S1;
  94     gmx_mm_pr  dx_S2, dy_S2, dz_S2;
  95     gmx_mm_pr  dx_S3, dy_S3, dz_S3;
  96     gmx_mm_pr  tx_S0, ty_S0, tz_S0;
  97     gmx_mm_pr  tx_S1, ty_S1, tz_S1;
  98     gmx_mm_pr  tx_S2, ty_S2, tz_S2;
  99     gmx_mm_pr  tx_S3, ty_S3, tz_S3;
 100     gmx_mm_pr  rsq_S0, rinv_S0, rinvsq_S0;
 101     gmx_mm_pr  rsq_S1, rinv_S1, rinvsq_S1;
 102     gmx_mm_pr  rsq_S2, rinv_S2, rinvsq_S2;
 103     gmx_mm_pr  rsq_S3, rinv_S3, rinvsq_S3;
 104 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 105     /* wco: within cut-off, mask of all 1's or 0's */
 106     gmx_mm_pb  wco_S0;
 107     gmx_mm_pb  wco_S1;
 108     gmx_mm_pb  wco_S2;
 109     gmx_mm_pb  wco_S3;
 110 #endif
 111 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 112     gmx_mm_pb  wco_vdw_S0;
 113     gmx_mm_pb  wco_vdw_S1;
 114 #ifndef HALF_LJ
 115     gmx_mm_pb  wco_vdw_S2;
 116     gmx_mm_pb  wco_vdw_S3;
 117 #endif
 118 #endif
 119 #ifdef CALC_COULOMB
 120 #ifdef CHECK_EXCLS
 121     /* 1/r masked with the interaction mask */
 122     gmx_mm_pr  rinv_ex_S0;
 123     gmx_mm_pr  rinv_ex_S1;
 124     gmx_mm_pr  rinv_ex_S2;
 125     gmx_mm_pr  rinv_ex_S3;
 126 #endif
 127     gmx_mm_pr  jq_S;
 128     gmx_mm_pr  qq_S0;
 129     gmx_mm_pr  qq_S1;
 130     gmx_mm_pr  qq_S2;
 131     gmx_mm_pr  qq_S3;
 132 #ifdef CALC_COUL_TAB
 133     /* The force (PME mesh force) we need to subtract from 1/r^2 */
 134     gmx_mm_pr  fsub_S0;
 135     gmx_mm_pr  fsub_S1;
 136     gmx_mm_pr  fsub_S2;
 137     gmx_mm_pr  fsub_S3;
 138 #endif
 139 #ifdef CALC_COUL_EWALD
 140     gmx_mm_pr  brsq_S0, brsq_S1, brsq_S2, brsq_S3;
 141     gmx_mm_pr  ewcorr_S0, ewcorr_S1, ewcorr_S2, ewcorr_S3;
 142 #endif
 143
 144     /* frcoul = (1/r - fsub)*r */
 145     gmx_mm_pr  frcoul_S0;
 146     gmx_mm_pr  frcoul_S1;
 147     gmx_mm_pr  frcoul_S2;
 148     gmx_mm_pr  frcoul_S3;
 149 #ifdef CALC_COUL_TAB
 150     /* For tables: r, rs=r/sp, rf=floor(rs), frac=rs-rf */
 151     gmx_mm_pr  r_S0, rs_S0, rf_S0, frac_S0;
 152     gmx_mm_pr  r_S1, rs_S1, rf_S1, frac_S1;
 153     gmx_mm_pr  r_S2, rs_S2, rf_S2, frac_S2;
 154     gmx_mm_pr  r_S3, rs_S3, rf_S3, frac_S3;
 155     /* Table index: rs truncated to an int */
 156     gmx_epi32  ti_S0, ti_S1, ti_S2, ti_S3;
 157     /* Linear force table values */
 158     gmx_mm_pr  ctab0_S0, ctab1_S0;
 159     gmx_mm_pr  ctab0_S1, ctab1_S1;
 160     gmx_mm_pr  ctab0_S2, ctab1_S2;
 161     gmx_mm_pr  ctab0_S3, ctab1_S3;
 162 #ifdef CALC_ENERGIES
 163     /* Quadratic energy table value */
 164     gmx_mm_pr  ctabv_S0;
 165     gmx_mm_pr  ctabv_S1;
 166     gmx_mm_pr  ctabv_S2;
 167     gmx_mm_pr  ctabv_S3;
 168 #endif
 169 #endif
 170 #if defined CALC_ENERGIES && (defined CALC_COUL_EWALD || defined CALC_COUL_TAB)
 171     /* The potential (PME mesh) we need to subtract from 1/r */
 172     gmx_mm_pr  vc_sub_S0;
 173     gmx_mm_pr  vc_sub_S1;
 174     gmx_mm_pr  vc_sub_S2;
 175     gmx_mm_pr  vc_sub_S3;
 176 #endif
 177 #ifdef CALC_ENERGIES
 178     /* Electrostatic potential */
 179     gmx_mm_pr  vcoul_S0;
 180     gmx_mm_pr  vcoul_S1;
 181     gmx_mm_pr  vcoul_S2;
 182     gmx_mm_pr  vcoul_S3;
 183 #endif
 184 #endif
 185     /* The force times 1/r */
 186     gmx_mm_pr  fscal_S0;
 187     gmx_mm_pr  fscal_S1;
 188     gmx_mm_pr  fscal_S2;
 189     gmx_mm_pr  fscal_S3;
 190
 191 #ifdef CALC_LJ
 192 #ifdef LJ_COMB_LB
 193     /* LJ sigma_j/2 and sqrt(epsilon_j) */
 194     gmx_mm_pr  hsig_j_S, seps_j_S;
 195     /* LJ sigma_ij and epsilon_ij */
 196     gmx_mm_pr  sig_S0, eps_S0;
 197     gmx_mm_pr  sig_S1, eps_S1;
 198 #ifndef HALF_LJ
 199     gmx_mm_pr  sig_S2, eps_S2;
 200     gmx_mm_pr  sig_S3, eps_S3;
 201 #endif
 202 #ifdef CALC_ENERGIES
 203     gmx_mm_pr  sig2_S0, sig6_S0;
 204     gmx_mm_pr  sig2_S1, sig6_S1;
 205 #ifndef HALF_LJ
 206     gmx_mm_pr  sig2_S2, sig6_S2;
 207     gmx_mm_pr  sig2_S3, sig6_S3;
 208 #endif
 209 #endif /* LJ_COMB_LB */
 210 #endif /* CALC_LJ */
 211
 212 #ifdef LJ_COMB_GEOM
 213     gmx_mm_pr  c6s_j_S, c12s_j_S;
 214 #endif
 215
 216 #if defined LJ_COMB_GEOM || defined LJ_COMB_LB
 217     /* Index for loading LJ parameters, complicated when interleaving */
 218     int         aj2;
 219 #endif
 220
 221 #ifndef FIX_LJ_C
 222     /* LJ C6 and C12 parameters, used with geometric comb. rule */
 223     gmx_mm_pr  c6_S0, c12_S0;
 224     gmx_mm_pr  c6_S1, c12_S1;
 225 #ifndef HALF_LJ
 226     gmx_mm_pr  c6_S2, c12_S2;
 227     gmx_mm_pr  c6_S3, c12_S3;
 228 #endif
 229 #endif
 230
 231     /* Intermediate variables for LJ calculation */
 232 #ifndef LJ_COMB_LB
 233     gmx_mm_pr  rinvsix_S0;
 234     gmx_mm_pr  rinvsix_S1;
 235 #ifndef HALF_LJ
 236     gmx_mm_pr  rinvsix_S2;
 237     gmx_mm_pr  rinvsix_S3;
 238 #endif
 239 #endif
 240 #ifdef LJ_COMB_LB
 241     gmx_mm_pr  sir_S0, sir2_S0, sir6_S0;
 242     gmx_mm_pr  sir_S1, sir2_S1, sir6_S1;
 243 #ifndef HALF_LJ
 244     gmx_mm_pr  sir_S2, sir2_S2, sir6_S2;
 245     gmx_mm_pr  sir_S3, sir2_S3, sir6_S3;
 246 #endif
 247 #endif
 248
 249     gmx_mm_pr  FrLJ6_S0, FrLJ12_S0;
 250     gmx_mm_pr  FrLJ6_S1, FrLJ12_S1;
 251 #ifndef HALF_LJ
 252     gmx_mm_pr  FrLJ6_S2, FrLJ12_S2;
 253     gmx_mm_pr  FrLJ6_S3, FrLJ12_S3;
 254 #endif
 255 #ifdef CALC_ENERGIES
 256     gmx_mm_pr  VLJ6_S0, VLJ12_S0, VLJ_S0;
 257     gmx_mm_pr  VLJ6_S1, VLJ12_S1, VLJ_S1;
 258 #ifndef HALF_LJ
 259     gmx_mm_pr  VLJ6_S2, VLJ12_S2, VLJ_S2;
 260     gmx_mm_pr  VLJ6_S3, VLJ12_S3, VLJ_S3;
 261 #endif
 262 #endif
 263 #endif /* CALC_LJ */
 264
 265     /* j-cluster index */
 266     cj            = l_cj[cjind].cj;
 267
 268     /* Atom indices (of the first atom in the cluster) */
 269     aj            = cj*UNROLLJ;
 270 #if defined CALC_LJ && (defined LJ_COMB_GEOM || defined LJ_COMB_LB)
 271 #if UNROLLJ == STRIDE
 272     aj2           = aj*2;
 273 #else
 274     aj2           = (cj>>1)*2*STRIDE + (cj & 1)*UNROLLJ;
 275 #endif
 276 #endif
 277 #if UNROLLJ == STRIDE
 278     ajx           = aj*DIM;
 279 #else
 280     ajx           = (cj>>1)*DIM*STRIDE + (cj & 1)*UNROLLJ;
 281 #endif
 282     ajy           = ajx + STRIDE;
 283     ajz           = ajy + STRIDE;
 284
 285 #ifdef CHECK_EXCLS
 286     gmx_load_simd_4xn_interactions(l_cj[cjind].excl, filter_S0, filter_S1, filter_S2, filter_S3, &interact_S0, &interact_S1, &interact_S2, &interact_S3);
 287 #endif /* CHECK_EXCLS */
 288
 289     /* load j atom coordinates */
 290     jx_S        = gmx_load_pr(x+ajx);
 291     jy_S        = gmx_load_pr(x+ajy);
 292     jz_S        = gmx_load_pr(x+ajz);
 293
 294     /* Calculate distance */
 295     dx_S0       = gmx_sub_pr(ix_S0, jx_S);
 296     dy_S0       = gmx_sub_pr(iy_S0, jy_S);
 297     dz_S0       = gmx_sub_pr(iz_S0, jz_S);
 298     dx_S1       = gmx_sub_pr(ix_S1, jx_S);
 299     dy_S1       = gmx_sub_pr(iy_S1, jy_S);
 300     dz_S1       = gmx_sub_pr(iz_S1, jz_S);
 301     dx_S2       = gmx_sub_pr(ix_S2, jx_S);
 302     dy_S2       = gmx_sub_pr(iy_S2, jy_S);
 303     dz_S2       = gmx_sub_pr(iz_S2, jz_S);
 304     dx_S3       = gmx_sub_pr(ix_S3, jx_S);
 305     dy_S3       = gmx_sub_pr(iy_S3, jy_S);
 306     dz_S3       = gmx_sub_pr(iz_S3, jz_S);
 307
 308     /* rsq = dx*dx+dy*dy+dz*dz */
 309     rsq_S0      = gmx_calc_rsq_pr(dx_S0, dy_S0, dz_S0);
 310     rsq_S1      = gmx_calc_rsq_pr(dx_S1, dy_S1, dz_S1);
 311     rsq_S2      = gmx_calc_rsq_pr(dx_S2, dy_S2, dz_S2);
 312     rsq_S3      = gmx_calc_rsq_pr(dx_S3, dy_S3, dz_S3);
 313
 314 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 315     wco_S0      = gmx_cmplt_pr(rsq_S0, rc2_S);
 316     wco_S1      = gmx_cmplt_pr(rsq_S1, rc2_S);
 317     wco_S2      = gmx_cmplt_pr(rsq_S2, rc2_S);
 318     wco_S3      = gmx_cmplt_pr(rsq_S3, rc2_S);
 319 #endif
 320
 321 #ifdef CHECK_EXCLS
 322 #ifdef EXCL_FORCES
 323     /* Only remove the (sub-)diagonal to avoid double counting */
 324 #if UNROLLJ == UNROLLI
 325     if (cj == ci_sh)
 326     {
 327         wco_S0  = gmx_and_pb(wco_S0, diagonal_mask_S0);
 328         wco_S1  = gmx_and_pb(wco_S1, diagonal_mask_S1);
 329         wco_S2  = gmx_and_pb(wco_S2, diagonal_mask_S2);
 330         wco_S3  = gmx_and_pb(wco_S3, diagonal_mask_S3);
 331     }
 332 #else
 333 #if UNROLLJ < UNROLLI
 334     if (cj == ci_sh*2)
 335     {
 336         wco_S0  = gmx_and_pb(wco_S0, diagonal_mask0_S0);
 337         wco_S1  = gmx_and_pb(wco_S1, diagonal_mask0_S1);
 338         wco_S2  = gmx_and_pb(wco_S2, diagonal_mask0_S2);
 339         wco_S3  = gmx_and_pb(wco_S3, diagonal_mask0_S3);
 340     }
 341     if (cj == ci_sh*2 + 1)
 342     {
 343         wco_S0  = gmx_and_pb(wco_S0, diagonal_mask1_S0);
 344         wco_S1  = gmx_and_pb(wco_S1, diagonal_mask1_S1);
 345         wco_S2  = gmx_and_pb(wco_S2, diagonal_mask1_S2);
 346         wco_S3  = gmx_and_pb(wco_S3, diagonal_mask1_S3);
 347     }
 348 #else
 349     if (cj*2 == ci_sh)
 350     {
 351         wco_S0  = gmx_and_pb(wco_S0, diagonal_mask0_S0);
 352         wco_S1  = gmx_and_pb(wco_S1, diagonal_mask0_S1);
 353         wco_S2  = gmx_and_pb(wco_S2, diagonal_mask0_S2);
 354         wco_S3  = gmx_and_pb(wco_S3, diagonal_mask0_S3);
 355     }
 356     else if (cj*2 + 1 == ci_sh)
 357     {
 358         wco_S0  = gmx_and_pb(wco_S0, diagonal_mask1_S0);
 359         wco_S1  = gmx_and_pb(wco_S1, diagonal_mask1_S1);
 360         wco_S2  = gmx_and_pb(wco_S2, diagonal_mask1_S2);
 361         wco_S3  = gmx_and_pb(wco_S3, diagonal_mask1_S3);
 362     }
 363 #endif
 364 #endif
 365 #else /* EXCL_FORCES */
 366     /* No exclusion forces: remove all excluded atom pairs from the list */
 367     wco_S0      = gmx_and_pb(wco_S0, interact_S0);
 368     wco_S1      = gmx_and_pb(wco_S1, interact_S1);
 369     wco_S2      = gmx_and_pb(wco_S2, interact_S2);
 370     wco_S3      = gmx_and_pb(wco_S3, interact_S3);
 371 #endif
 372 #endif
 373
 374 #ifdef COUNT_PAIRS
 375     {
 376         int  i, j;
 377         real tmpa[2*GMX_SIMD_WIDTH_HERE], *tmp;
 378         tmp = gmx_simd_align_real(tmpa);
 379         for (i = 0; i < UNROLLI; i++)
 380         {
 381             gmx_store_pr(tmp, gmx_sub_pr(rc2_S, i == 0 ? rsq_S0 : (i == 1 ? rsq_S1 : (i == 2 ? rsq_S2 : rsq_S3))));
 382             for (j = 0; j < UNROLLJ; j++)
 383             {
 384                 if (tmp[j] >= 0)
 385                 {
 386                     npair++;
 387                 }
 388             }
 389         }
 390     }
 391 #endif
 392
 393 #ifdef CHECK_EXCLS
 394     /* For excluded pairs add a small number to avoid r^-6 = NaN */
 395     rsq_S0      = gmx_masknot_add_pr(interact_S0, rsq_S0, avoid_sing_S);
 396     rsq_S1      = gmx_masknot_add_pr(interact_S1, rsq_S1, avoid_sing_S);
 397     rsq_S2      = gmx_masknot_add_pr(interact_S2, rsq_S2, avoid_sing_S);
 398     rsq_S3      = gmx_masknot_add_pr(interact_S3, rsq_S3, avoid_sing_S);
 399 #endif
 400
 401     /* Calculate 1/r */
 402 #ifndef GMX_DOUBLE
 403     rinv_S0     = gmx_invsqrt_pr(rsq_S0);
 404     rinv_S1     = gmx_invsqrt_pr(rsq_S1);
 405     rinv_S2     = gmx_invsqrt_pr(rsq_S2);
 406     rinv_S3     = gmx_invsqrt_pr(rsq_S3);
 407 #else
 408     gmx_mm_invsqrt2_pd(rsq_S0, rsq_S1, &rinv_S0, &rinv_S1);
 409     gmx_mm_invsqrt2_pd(rsq_S2, rsq_S3, &rinv_S2, &rinv_S3);
 410 #endif
 411
 412 #ifdef CALC_COULOMB
 413     /* Load parameters for j atom */
 414     jq_S        = gmx_load_pr(q+aj);
 415     qq_S0       = gmx_mul_pr(iq_S0, jq_S);
 416     qq_S1       = gmx_mul_pr(iq_S1, jq_S);
 417     qq_S2       = gmx_mul_pr(iq_S2, jq_S);
 418     qq_S3       = gmx_mul_pr(iq_S3, jq_S);
 419 #endif
 420
 421 #ifdef CALC_LJ
 422
 423 #if !defined LJ_COMB_GEOM && !defined LJ_COMB_LB && !defined FIX_LJ_C
 424     load_lj_pair_params(nbfp0, type, aj, &c6_S0, &c12_S0);
 425     load_lj_pair_params(nbfp1, type, aj, &c6_S1, &c12_S1);
 426 #ifndef HALF_LJ
 427     load_lj_pair_params(nbfp2, type, aj, &c6_S2, &c12_S2);
 428     load_lj_pair_params(nbfp3, type, aj, &c6_S3, &c12_S3);
 429 #endif
 430 #endif /* not defined any LJ rule */
 431
 432 #ifdef LJ_COMB_GEOM
 433     c6s_j_S     = gmx_load_pr(ljc+aj2+0);
 434     c12s_j_S    = gmx_load_pr(ljc+aj2+STRIDE);
 435     c6_S0       = gmx_mul_pr(c6s_S0, c6s_j_S );
 436     c6_S1       = gmx_mul_pr(c6s_S1, c6s_j_S );
 437 #ifndef HALF_LJ
 438     c6_S2       = gmx_mul_pr(c6s_S2, c6s_j_S );
 439     c6_S3       = gmx_mul_pr(c6s_S3, c6s_j_S );
 440 #endif
 441     c12_S0      = gmx_mul_pr(c12s_S0, c12s_j_S);
 442     c12_S1      = gmx_mul_pr(c12s_S1, c12s_j_S);
 443 #ifndef HALF_LJ
 444     c12_S2      = gmx_mul_pr(c12s_S2, c12s_j_S);
 445     c12_S3      = gmx_mul_pr(c12s_S3, c12s_j_S);
 446 #endif
 447 #endif /* LJ_COMB_GEOM */
 448
 449 #ifdef LJ_COMB_LB
 450     hsig_j_S    = gmx_load_pr(ljc+aj2+0);
 451     seps_j_S    = gmx_load_pr(ljc+aj2+STRIDE);
 452
 453     sig_S0      = gmx_add_pr(hsig_i_S0, hsig_j_S);
 454     sig_S1      = gmx_add_pr(hsig_i_S1, hsig_j_S);
 455     eps_S0      = gmx_mul_pr(seps_i_S0, seps_j_S);
 456     eps_S1      = gmx_mul_pr(seps_i_S1, seps_j_S);
 457 #ifndef HALF_LJ
 458     sig_S2      = gmx_add_pr(hsig_i_S2, hsig_j_S);
 459     sig_S3      = gmx_add_pr(hsig_i_S3, hsig_j_S);
 460     eps_S2      = gmx_mul_pr(seps_i_S2, seps_j_S);
 461     eps_S3      = gmx_mul_pr(seps_i_S3, seps_j_S);
 462 #endif
 463 #endif /* LJ_COMB_LB */
 464
 465 #endif /* CALC_LJ */
 466
 467 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 468     rinv_S0     = gmx_blendzero_pr(rinv_S0, wco_S0);
 469     rinv_S1     = gmx_blendzero_pr(rinv_S1, wco_S1);
 470     rinv_S2     = gmx_blendzero_pr(rinv_S2, wco_S2);
 471     rinv_S3     = gmx_blendzero_pr(rinv_S3, wco_S3);
 472 #else
 473     /* We only need to mask for the cut-off: blendv is faster */
 474     rinv_S0     = gmx_blendv_pr(rinv_S0, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S0));
 475     rinv_S1     = gmx_blendv_pr(rinv_S1, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S1));
 476     rinv_S2     = gmx_blendv_pr(rinv_S2, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S2));
 477     rinv_S3     = gmx_blendv_pr(rinv_S3, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S3));
 478 #endif
 479
 480     rinvsq_S0   = gmx_mul_pr(rinv_S0, rinv_S0);
 481     rinvsq_S1   = gmx_mul_pr(rinv_S1, rinv_S1);
 482     rinvsq_S2   = gmx_mul_pr(rinv_S2, rinv_S2);
 483     rinvsq_S3   = gmx_mul_pr(rinv_S3, rinv_S3);
 484
 485 #ifdef CALC_COULOMB
 486     /* Note that here we calculate force*r, not the usual force/r.
 487      * This allows avoiding masking the reaction-field contribution,
 488      * as frcoul is later multiplied by rinvsq which has been
 489      * masked with the cut-off check.
 490      */
 491
 492 #ifdef EXCL_FORCES
 493     /* Only add 1/r for non-excluded atom pairs */
 494     rinv_ex_S0  = gmx_blendzero_pr(rinv_S0, interact_S0);
 495     rinv_ex_S1  = gmx_blendzero_pr(rinv_S1, interact_S1);
 496     rinv_ex_S2  = gmx_blendzero_pr(rinv_S2, interact_S2);
 497     rinv_ex_S3  = gmx_blendzero_pr(rinv_S3, interact_S3);
 498 #else
 499     /* No exclusion forces, we always need 1/r */
 500 #define     rinv_ex_S0    rinv_S0
 501 #define     rinv_ex_S1    rinv_S1
 502 #define     rinv_ex_S2    rinv_S2
 503 #define     rinv_ex_S3    rinv_S3
 504 #endif
 505
 506 #ifdef CALC_COUL_RF
 507     /* Electrostatic interactions */
 508     frcoul_S0   = gmx_mul_pr(qq_S0, gmx_madd_pr(rsq_S0, mrc_3_S, rinv_ex_S0));
 509     frcoul_S1   = gmx_mul_pr(qq_S1, gmx_madd_pr(rsq_S1, mrc_3_S, rinv_ex_S1));
 510     frcoul_S2   = gmx_mul_pr(qq_S2, gmx_madd_pr(rsq_S2, mrc_3_S, rinv_ex_S2));
 511     frcoul_S3   = gmx_mul_pr(qq_S3, gmx_madd_pr(rsq_S3, mrc_3_S, rinv_ex_S3));
 512
 513 #ifdef CALC_ENERGIES
 514     vcoul_S0    = gmx_mul_pr(qq_S0, gmx_add_pr(rinv_ex_S0, gmx_add_pr(gmx_mul_pr(rsq_S0, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 515     vcoul_S1    = gmx_mul_pr(qq_S1, gmx_add_pr(rinv_ex_S1, gmx_add_pr(gmx_mul_pr(rsq_S1, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 516     vcoul_S2    = gmx_mul_pr(qq_S2, gmx_add_pr(rinv_ex_S2, gmx_add_pr(gmx_mul_pr(rsq_S2, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 517     vcoul_S3    = gmx_mul_pr(qq_S3, gmx_add_pr(rinv_ex_S3, gmx_add_pr(gmx_mul_pr(rsq_S3, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 518 #endif
 519 #endif
 520
 521 #ifdef CALC_COUL_EWALD
 522     /* We need to mask (or limit) rsq for the cut-off,
 523      * as large distances can cause an overflow in gmx_pmecorrF/V.
 524      */
 525 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 526     brsq_S0     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendzero_pr(rsq_S0, wco_S0));
 527     brsq_S1     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendzero_pr(rsq_S1, wco_S1));
 528     brsq_S2     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendzero_pr(rsq_S2, wco_S2));
 529     brsq_S3     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendzero_pr(rsq_S3, wco_S3));
 530 #else
 531     /* Strangely, putting mul on a separate line is slower (icc 13) */
 532     brsq_S0     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendv_pr(rsq_S0, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S0)));
 533     brsq_S1     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendv_pr(rsq_S1, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S1)));
 534     brsq_S2     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendv_pr(rsq_S2, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S2)));
 535     brsq_S3     = gmx_mul_pr(beta2_S, gmx_blendv_pr(rsq_S3, zero_S, gmx_sub_pr(rc2_S, rsq_S3)));
 536 #endif
 537     ewcorr_S0   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrF_pr(brsq_S0), beta_S);
 538     ewcorr_S1   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrF_pr(brsq_S1), beta_S);
 539     ewcorr_S2   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrF_pr(brsq_S2), beta_S);
 540     ewcorr_S3   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrF_pr(brsq_S3), beta_S);
 541     frcoul_S0   = gmx_mul_pr(qq_S0, gmx_madd_pr(ewcorr_S0, brsq_S0, rinv_ex_S0));
 542     frcoul_S1   = gmx_mul_pr(qq_S1, gmx_madd_pr(ewcorr_S1, brsq_S1, rinv_ex_S1));
 543     frcoul_S2   = gmx_mul_pr(qq_S2, gmx_madd_pr(ewcorr_S2, brsq_S2, rinv_ex_S2));
 544     frcoul_S3   = gmx_mul_pr(qq_S3, gmx_madd_pr(ewcorr_S3, brsq_S3, rinv_ex_S3));
 545
 546 #ifdef CALC_ENERGIES
 547     vc_sub_S0   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrV_pr(brsq_S0), beta_S);
 548     vc_sub_S1   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrV_pr(brsq_S1), beta_S);
 549     vc_sub_S2   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrV_pr(brsq_S2), beta_S);
 550     vc_sub_S3   = gmx_mul_pr(gmx_pmecorrV_pr(brsq_S3), beta_S);
 551 #endif
 552
 553 #endif /* CALC_COUL_EWALD */
 554
 555 #ifdef CALC_COUL_TAB
 556     /* Electrostatic interactions */
 557     r_S0        = gmx_mul_pr(rsq_S0, rinv_S0);
 558     r_S1        = gmx_mul_pr(rsq_S1, rinv_S1);
 559     r_S2        = gmx_mul_pr(rsq_S2, rinv_S2);
 560     r_S3        = gmx_mul_pr(rsq_S3, rinv_S3);
 561     /* Convert r to scaled table units */
 562     rs_S0       = gmx_mul_pr(r_S0, invtsp_S);
 563     rs_S1       = gmx_mul_pr(r_S1, invtsp_S);
 564     rs_S2       = gmx_mul_pr(r_S2, invtsp_S);
 565     rs_S3       = gmx_mul_pr(r_S3, invtsp_S);
 566     /* Truncate scaled r to an int */
 567     ti_S0       = gmx_cvttpr_epi32(rs_S0);
 568     ti_S1       = gmx_cvttpr_epi32(rs_S1);
 569     ti_S2       = gmx_cvttpr_epi32(rs_S2);
 570     ti_S3       = gmx_cvttpr_epi32(rs_S3);
 571 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FLOOR
 572     /* SSE4.1 floor is faster than gmx_cvtepi32_ps int->float cast */
 573     rf_S0       = gmx_floor_pr(rs_S0);
 574     rf_S1       = gmx_floor_pr(rs_S1);
 575     rf_S2       = gmx_floor_pr(rs_S2);
 576     rf_S3       = gmx_floor_pr(rs_S3);
 577 #else
 578     rf_S0       = gmx_cvtepi32_pr(ti_S0);
 579     rf_S1       = gmx_cvtepi32_pr(ti_S1);
 580     rf_S2       = gmx_cvtepi32_pr(ti_S2);
 581     rf_S3       = gmx_cvtepi32_pr(ti_S3);
 582 #endif
 583     frac_S0     = gmx_sub_pr(rs_S0, rf_S0);
 584     frac_S1     = gmx_sub_pr(rs_S1, rf_S1);
 585     frac_S2     = gmx_sub_pr(rs_S2, rf_S2);
 586     frac_S3     = gmx_sub_pr(rs_S3, rf_S3);
 587
 588     /* Load and interpolate table forces and possibly energies.
 589      * Force and energy can be combined in one table, stride 4: FDV0
 590      * or in two separate tables with stride 1: F and V
 591      * Currently single precision uses FDV0, double F and V.
 592      */
 593 #ifndef CALC_ENERGIES
 594     load_table_f(tab_coul_F, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0);
 595     load_table_f(tab_coul_F, ti_S1, ti1, &ctab0_S1, &ctab1_S1);
 596     load_table_f(tab_coul_F, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2);
 597     load_table_f(tab_coul_F, ti_S3, ti3, &ctab0_S3, &ctab1_S3);
 598 #else
 599 #ifdef TAB_FDV0
 600     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0, &ctabv_S0);
 601     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S1, ti1, &ctab0_S1, &ctab1_S1, &ctabv_S1);
 602     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2, &ctabv_S2);
 603     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S3, ti3, &ctab0_S3, &ctab1_S3, &ctabv_S3);
 604 #else
 605     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0, &ctabv_S0);
 606     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S1, ti1, &ctab0_S1, &ctab1_S1, &ctabv_S1);
 607     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2, &ctabv_S2);
 608     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S3, ti3, &ctab0_S3, &ctab1_S3, &ctabv_S3);
 609 #endif
 610 #endif
 611     fsub_S0     = gmx_add_pr(ctab0_S0, gmx_mul_pr(frac_S0, ctab1_S0));
 612     fsub_S1     = gmx_add_pr(ctab0_S1, gmx_mul_pr(frac_S1, ctab1_S1));
 613     fsub_S2     = gmx_add_pr(ctab0_S2, gmx_mul_pr(frac_S2, ctab1_S2));
 614     fsub_S3     = gmx_add_pr(ctab0_S3, gmx_mul_pr(frac_S3, ctab1_S3));
 615     frcoul_S0   = gmx_mul_pr(qq_S0, gmx_sub_pr(rinv_ex_S0, gmx_mul_pr(fsub_S0, r_S0)));
 616     frcoul_S1   = gmx_mul_pr(qq_S1, gmx_sub_pr(rinv_ex_S1, gmx_mul_pr(fsub_S1, r_S1)));
 617     frcoul_S2   = gmx_mul_pr(qq_S2, gmx_sub_pr(rinv_ex_S2, gmx_mul_pr(fsub_S2, r_S2)));
 618     frcoul_S3   = gmx_mul_pr(qq_S3, gmx_sub_pr(rinv_ex_S3, gmx_mul_pr(fsub_S3, r_S3)));
 619
 620 #ifdef CALC_ENERGIES
 621     vc_sub_S0   = gmx_add_pr(ctabv_S0, gmx_mul_pr(gmx_mul_pr(mhalfsp_S, frac_S0), gmx_add_pr(ctab0_S0, fsub_S0)));
 622     vc_sub_S1   = gmx_add_pr(ctabv_S1, gmx_mul_pr(gmx_mul_pr(mhalfsp_S, frac_S1), gmx_add_pr(ctab0_S1, fsub_S1)));
 623     vc_sub_S2   = gmx_add_pr(ctabv_S2, gmx_mul_pr(gmx_mul_pr(mhalfsp_S, frac_S2), gmx_add_pr(ctab0_S2, fsub_S2)));
 624     vc_sub_S3   = gmx_add_pr(ctabv_S3, gmx_mul_pr(gmx_mul_pr(mhalfsp_S, frac_S3), gmx_add_pr(ctab0_S3, fsub_S3)));
 625 #endif
 626 #endif /* CALC_COUL_TAB */
 627
 628 #if defined CALC_ENERGIES && (defined CALC_COUL_EWALD || defined CALC_COUL_TAB)
 629 #ifndef NO_SHIFT_EWALD
 630     /* Add Ewald potential shift to vc_sub for convenience */
 631 #ifdef CHECK_EXCLS
 632     vc_sub_S0   = gmx_add_pr(vc_sub_S0, gmx_blendzero_pr(sh_ewald_S, interact_S0));
 633     vc_sub_S1   = gmx_add_pr(vc_sub_S1, gmx_blendzero_pr(sh_ewald_S, interact_S1));
 634     vc_sub_S2   = gmx_add_pr(vc_sub_S2, gmx_blendzero_pr(sh_ewald_S, interact_S2));
 635     vc_sub_S3   = gmx_add_pr(vc_sub_S3, gmx_blendzero_pr(sh_ewald_S, interact_S3));
 636 #else
 637     vc_sub_S0   = gmx_add_pr(vc_sub_S0, sh_ewald_S);
 638     vc_sub_S1   = gmx_add_pr(vc_sub_S1, sh_ewald_S);
 639     vc_sub_S2   = gmx_add_pr(vc_sub_S2, sh_ewald_S);
 640     vc_sub_S3   = gmx_add_pr(vc_sub_S3, sh_ewald_S);
 641 #endif
 642 #endif
 643
 644     vcoul_S0    = gmx_mul_pr(qq_S0, gmx_sub_pr(rinv_ex_S0, vc_sub_S0));
 645     vcoul_S1    = gmx_mul_pr(qq_S1, gmx_sub_pr(rinv_ex_S1, vc_sub_S1));
 646     vcoul_S2    = gmx_mul_pr(qq_S2, gmx_sub_pr(rinv_ex_S2, vc_sub_S2));
 647     vcoul_S3    = gmx_mul_pr(qq_S3, gmx_sub_pr(rinv_ex_S3, vc_sub_S3));
 648
 649 #endif
 650
 651 #ifdef CALC_ENERGIES
 652     /* Mask energy for cut-off and diagonal */
 653     vcoul_S0    = gmx_blendzero_pr(vcoul_S0, wco_S0);
 654     vcoul_S1    = gmx_blendzero_pr(vcoul_S1, wco_S1);
 655     vcoul_S2    = gmx_blendzero_pr(vcoul_S2, wco_S2);
 656     vcoul_S3    = gmx_blendzero_pr(vcoul_S3, wco_S3);
 657 #endif
 658
 659 #endif /* CALC_COULOMB */
 660
 661 #ifdef CALC_LJ
 662     /* Lennard-Jones interaction */
 663
 664 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 665     wco_vdw_S0  = gmx_cmplt_pr(rsq_S0, rcvdw2_S);
 666     wco_vdw_S1  = gmx_cmplt_pr(rsq_S1, rcvdw2_S);
 667 #ifndef HALF_LJ
 668     wco_vdw_S2  = gmx_cmplt_pr(rsq_S2, rcvdw2_S);
 669     wco_vdw_S3  = gmx_cmplt_pr(rsq_S3, rcvdw2_S);
 670 #endif
 671 #else
 672     /* Same cut-off for Coulomb and VdW, reuse the registers */
 673 #define     wco_vdw_S0    wco_S0
 674 #define     wco_vdw_S1    wco_S1
 675 #define     wco_vdw_S2    wco_S2
 676 #define     wco_vdw_S3    wco_S3
 677 #endif
 678
 679 #ifndef LJ_COMB_LB
 680     rinvsix_S0  = gmx_mul_pr(rinvsq_S0, gmx_mul_pr(rinvsq_S0, rinvsq_S0));
 681     rinvsix_S1  = gmx_mul_pr(rinvsq_S1, gmx_mul_pr(rinvsq_S1, rinvsq_S1));
 682 #ifdef EXCL_FORCES
 683     rinvsix_S0  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S0, interact_S0);
 684     rinvsix_S1  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S1, interact_S1);
 685 #endif
 686 #ifndef HALF_LJ
 687     rinvsix_S2  = gmx_mul_pr(rinvsq_S2, gmx_mul_pr(rinvsq_S2, rinvsq_S2));
 688     rinvsix_S3  = gmx_mul_pr(rinvsq_S3, gmx_mul_pr(rinvsq_S3, rinvsq_S3));
 689 #ifdef EXCL_FORCES
 690     rinvsix_S2  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S2, interact_S2);
 691     rinvsix_S3  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S3, interact_S3);
 692 #endif
 693 #endif
 694 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 695     rinvsix_S0  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S0, wco_vdw_S0);
 696     rinvsix_S1  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S1, wco_vdw_S1);
 697 #ifndef HALF_LJ
 698     rinvsix_S2  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S2, wco_vdw_S2);
 699     rinvsix_S3  = gmx_blendzero_pr(rinvsix_S3, wco_vdw_S3);
 700 #endif
 701 #endif
 702     FrLJ6_S0    = gmx_mul_pr(c6_S0, rinvsix_S0);
 703     FrLJ6_S1    = gmx_mul_pr(c6_S1, rinvsix_S1);
 704 #ifndef HALF_LJ
 705     FrLJ6_S2    = gmx_mul_pr(c6_S2, rinvsix_S2);
 706     FrLJ6_S3    = gmx_mul_pr(c6_S3, rinvsix_S3);
 707 #endif
 708     FrLJ12_S0   = gmx_mul_pr(c12_S0, gmx_mul_pr(rinvsix_S0, rinvsix_S0));
 709     FrLJ12_S1   = gmx_mul_pr(c12_S1, gmx_mul_pr(rinvsix_S1, rinvsix_S1));
 710 #ifndef HALF_LJ
 711     FrLJ12_S2   = gmx_mul_pr(c12_S2, gmx_mul_pr(rinvsix_S2, rinvsix_S2));
 712     FrLJ12_S3   = gmx_mul_pr(c12_S3, gmx_mul_pr(rinvsix_S3, rinvsix_S3));
 713 #endif
 714 #endif /* not LJ_COMB_LB */
 715
 716 #ifdef LJ_COMB_LB
 717     sir_S0      = gmx_mul_pr(sig_S0, rinv_S0);
 718     sir_S1      = gmx_mul_pr(sig_S1, rinv_S1);
 719 #ifndef HALF_LJ
 720     sir_S2      = gmx_mul_pr(sig_S2, rinv_S2);
 721     sir_S3      = gmx_mul_pr(sig_S3, rinv_S3);
 722 #endif
 723     sir2_S0     = gmx_mul_pr(sir_S0, sir_S0);
 724     sir2_S1     = gmx_mul_pr(sir_S1, sir_S1);
 725 #ifndef HALF_LJ
 726     sir2_S2     = gmx_mul_pr(sir_S2, sir_S2);
 727     sir2_S3     = gmx_mul_pr(sir_S3, sir_S3);
 728 #endif
 729     sir6_S0     = gmx_mul_pr(sir2_S0, gmx_mul_pr(sir2_S0, sir2_S0));
 730     sir6_S1     = gmx_mul_pr(sir2_S1, gmx_mul_pr(sir2_S1, sir2_S1));
 731 #ifdef EXCL_FORCES
 732     sir6_S0     = gmx_blendzero_pr(sir6_S0, interact_S0);
 733     sir6_S1     = gmx_blendzero_pr(sir6_S1, interact_S1);
 734 #endif
 735 #ifndef HALF_LJ
 736     sir6_S2     = gmx_mul_pr(sir2_S2, gmx_mul_pr(sir2_S2, sir2_S2));
 737     sir6_S3     = gmx_mul_pr(sir2_S3, gmx_mul_pr(sir2_S3, sir2_S3));
 738 #ifdef EXCL_FORCES
 739     sir6_S2     = gmx_blendzero_pr(sir6_S2, interact_S2);
 740     sir6_S3     = gmx_blendzero_pr(sir6_S3, interact_S3);
 741 #endif
 742 #endif
 743 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 744     sir6_S0     = gmx_blendzero_pr(sir6_S0, wco_vdw_S0);
 745     sir6_S1     = gmx_blendzero_pr(sir6_S1, wco_vdw_S1);
 746 #ifndef HALF_LJ
 747     sir6_S2     = gmx_blendzero_pr(sir6_S2, wco_vdw_S2);
 748     sir6_S3     = gmx_blendzero_pr(sir6_S3, wco_vdw_S3);
 749 #endif
 750 #endif
 751     FrLJ6_S0    = gmx_mul_pr(eps_S0, sir6_S0);
 752     FrLJ6_S1    = gmx_mul_pr(eps_S1, sir6_S1);
 753 #ifndef HALF_LJ
 754     FrLJ6_S2    = gmx_mul_pr(eps_S2, sir6_S2);
 755     FrLJ6_S3    = gmx_mul_pr(eps_S3, sir6_S3);
 756 #endif
 757     FrLJ12_S0   = gmx_mul_pr(FrLJ6_S0, sir6_S0);
 758     FrLJ12_S1   = gmx_mul_pr(FrLJ6_S1, sir6_S1);
 759 #ifndef HALF_LJ
 760     FrLJ12_S2   = gmx_mul_pr(FrLJ6_S2, sir6_S2);
 761     FrLJ12_S3   = gmx_mul_pr(FrLJ6_S3, sir6_S3);
 762 #endif
 763 #if defined CALC_ENERGIES
 764     /* We need C6 and C12 to calculate the LJ potential shift */
 765     sig2_S0     = gmx_mul_pr(sig_S0, sig_S0);
 766     sig2_S1     = gmx_mul_pr(sig_S1, sig_S1);
 767 #ifndef HALF_LJ
 768     sig2_S2     = gmx_mul_pr(sig_S2, sig_S2);
 769     sig2_S3     = gmx_mul_pr(sig_S3, sig_S3);
 770 #endif
 771     sig6_S0     = gmx_mul_pr(sig2_S0, gmx_mul_pr(sig2_S0, sig2_S0));
 772     sig6_S1     = gmx_mul_pr(sig2_S1, gmx_mul_pr(sig2_S1, sig2_S1));
 773 #ifndef HALF_LJ
 774     sig6_S2     = gmx_mul_pr(sig2_S2, gmx_mul_pr(sig2_S2, sig2_S2));
 775     sig6_S3     = gmx_mul_pr(sig2_S3, gmx_mul_pr(sig2_S3, sig2_S3));
 776 #endif
 777     c6_S0       = gmx_mul_pr(eps_S0, sig6_S0);
 778     c6_S1       = gmx_mul_pr(eps_S1, sig6_S1);
 779 #ifndef HALF_LJ
 780     c6_S2       = gmx_mul_pr(eps_S2, sig6_S2);
 781     c6_S3       = gmx_mul_pr(eps_S3, sig6_S3);
 782 #endif
 783     c12_S0      = gmx_mul_pr(c6_S0, sig6_S0);
 784     c12_S1      = gmx_mul_pr(c6_S1, sig6_S1);
 785 #ifndef HALF_LJ
 786     c12_S2      = gmx_mul_pr(c6_S2, sig6_S2);
 787     c12_S3      = gmx_mul_pr(c6_S3, sig6_S3);
 788 #endif
 789 #endif
 790 #endif /* LJ_COMB_LB */
 791
 792 #endif /* CALC_LJ */
 793
 794 #ifdef CALC_ENERGIES
 795 #ifdef ENERGY_GROUPS
 796     /* Extract the group pair index per j pair.
 797      * Energy groups are stored per i-cluster, so things get
 798      * complicated when the i- and j-cluster size don't match.
 799      */
 800     {
 801         int egps_j;
 802 #if UNROLLJ == 2
 803         egps_j    = nbat->energrp[cj>>1];
 804         egp_jj[0] = ((egps_j >> ((cj & 1)*egps_jshift)) & egps_jmask)*egps_jstride;
 805 #else
 806         /* We assume UNROLLI <= UNROLLJ */
 807         int jdi;
 808         for (jdi = 0; jdi < UNROLLJ/UNROLLI; jdi++)
 809         {
 810             int jj;
 811             egps_j = nbat->energrp[cj*(UNROLLJ/UNROLLI)+jdi];
 812             for (jj = 0; jj < (UNROLLI/2); jj++)
 813             {
 814                 egp_jj[jdi*(UNROLLI/2)+jj] = ((egps_j >> (jj*egps_jshift)) & egps_jmask)*egps_jstride;
 815             }
 816         }
 817 #endif
 818     }
 819 #endif
 820
 821 #ifdef CALC_COULOMB
 822 #ifndef ENERGY_GROUPS
 823     vctot_S      = gmx_add_pr(vctot_S, gmx_sum4_pr(vcoul_S0, vcoul_S1, vcoul_S2, vcoul_S3));
 824 #else
 825     add_ener_grp(vcoul_S0, vctp[0], egp_jj);
 826     add_ener_grp(vcoul_S1, vctp[1], egp_jj);
 827     add_ener_grp(vcoul_S2, vctp[2], egp_jj);
 828     add_ener_grp(vcoul_S3, vctp[3], egp_jj);
 829 #endif
 830 #endif
 831
 832 #ifdef CALC_LJ
 833     /* Calculate the LJ energies */
 834     VLJ6_S0     = gmx_mul_pr(sixth_S, gmx_sub_pr(FrLJ6_S0, gmx_mul_pr(c6_S0, sh_invrc6_S)));
 835     VLJ6_S1     = gmx_mul_pr(sixth_S, gmx_sub_pr(FrLJ6_S1, gmx_mul_pr(c6_S1, sh_invrc6_S)));
 836 #ifndef HALF_LJ
 837     VLJ6_S2     = gmx_mul_pr(sixth_S, gmx_sub_pr(FrLJ6_S2, gmx_mul_pr(c6_S2, sh_invrc6_S)));
 838     VLJ6_S3     = gmx_mul_pr(sixth_S, gmx_sub_pr(FrLJ6_S3, gmx_mul_pr(c6_S3, sh_invrc6_S)));
 839 #endif
 840     VLJ12_S0    = gmx_mul_pr(twelveth_S, gmx_sub_pr(FrLJ12_S0, gmx_mul_pr(c12_S0, sh_invrc12_S)));
 841     VLJ12_S1    = gmx_mul_pr(twelveth_S, gmx_sub_pr(FrLJ12_S1, gmx_mul_pr(c12_S1, sh_invrc12_S)));
 842 #ifndef HALF_LJ
 843     VLJ12_S2    = gmx_mul_pr(twelveth_S, gmx_sub_pr(FrLJ12_S2, gmx_mul_pr(c12_S2, sh_invrc12_S)));
 844     VLJ12_S3    = gmx_mul_pr(twelveth_S, gmx_sub_pr(FrLJ12_S3, gmx_mul_pr(c12_S3, sh_invrc12_S)));
 845 #endif
 846
 847     VLJ_S0      = gmx_sub_pr(VLJ12_S0, VLJ6_S0);
 848     VLJ_S1      = gmx_sub_pr(VLJ12_S1, VLJ6_S1);
 849 #ifndef HALF_LJ
 850     VLJ_S2      = gmx_sub_pr(VLJ12_S2, VLJ6_S2);
 851     VLJ_S3      = gmx_sub_pr(VLJ12_S3, VLJ6_S3);
 852 #endif
 853     /* The potential shift should be removed for pairs beyond cut-off */
 854     VLJ_S0      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S0, wco_vdw_S0);
 855     VLJ_S1      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S1, wco_vdw_S1);
 856 #ifndef HALF_LJ
 857     VLJ_S2      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S2, wco_vdw_S2);
 858     VLJ_S3      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S3, wco_vdw_S3);
 859 #endif
 860 #ifdef CHECK_EXCLS
 861     /* The potential shift should be removed for excluded pairs */
 862     VLJ_S0      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S0, interact_S0);
 863     VLJ_S1      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S1, interact_S1);
 864 #ifndef HALF_LJ
 865     VLJ_S2      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S2, interact_S2);
 866     VLJ_S3      = gmx_blendzero_pr(VLJ_S3, interact_S3);
 867 #endif
 868 #endif
 869 #ifndef ENERGY_GROUPS
 870     Vvdwtot_S   = gmx_add_pr(Vvdwtot_S,
 871 #ifndef HALF_LJ
 872                              gmx_sum4_pr(VLJ_S0, VLJ_S1, VLJ_S2, VLJ_S3)
 873 #else
 874                              gmx_add_pr(VLJ_S0, VLJ_S1)
 875 #endif
 876                              );
 877 #else
 878     add_ener_grp(VLJ_S0, vvdwtp[0], egp_jj);
 879     add_ener_grp(VLJ_S1, vvdwtp[1], egp_jj);
 880 #ifndef HALF_LJ
 881     add_ener_grp(VLJ_S2, vvdwtp[2], egp_jj);
 882     add_ener_grp(VLJ_S3, vvdwtp[3], egp_jj);
 883 #endif
 884 #endif
 885 #endif /* CALC_LJ */
 886 #endif /* CALC_ENERGIES */
 887
 888 #ifdef CALC_LJ
 889     fscal_S0    = gmx_mul_pr(rinvsq_S0,
 890 #ifdef CALC_COULOMB
 891                              gmx_add_pr(frcoul_S0,
 892 #else
 893                              (
 894 #endif
 895                                         gmx_sub_pr(FrLJ12_S0, FrLJ6_S0)));
 896     fscal_S1    = gmx_mul_pr(rinvsq_S1,
 897 #ifdef CALC_COULOMB
 898                              gmx_add_pr(frcoul_S1,
 899 #else
 900                              (
 901 #endif
 902                                         gmx_sub_pr(FrLJ12_S1, FrLJ6_S1)));
 903 #else
 904     fscal_S0    = gmx_mul_pr(rinvsq_S0, frcoul_S0);
 905     fscal_S1    = gmx_mul_pr(rinvsq_S1, frcoul_S1);
 906 #endif /* CALC_LJ */
 907 #if defined CALC_LJ && !defined HALF_LJ
 908     fscal_S2    = gmx_mul_pr(rinvsq_S2,
 909 #ifdef CALC_COULOMB
 910                              gmx_add_pr(frcoul_S2,
 911 #else
 912                              (
 913 #endif
 914                                         gmx_sub_pr(FrLJ12_S2, FrLJ6_S2)));
 915     fscal_S3    = gmx_mul_pr(rinvsq_S3,
 916 #ifdef CALC_COULOMB
 917                              gmx_add_pr(frcoul_S3,
 918 #else
 919                              (
 920 #endif
 921                                         gmx_sub_pr(FrLJ12_S3, FrLJ6_S3)));
 922 #else
 923     /* Atom 2 and 3 don't have LJ, so only add Coulomb forces */
 924     fscal_S2    = gmx_mul_pr(rinvsq_S2, frcoul_S2);
 925     fscal_S3    = gmx_mul_pr(rinvsq_S3, frcoul_S3);
 926 #endif
 927
 928     /* Calculate temporary vectorial force */
 929     tx_S0       = gmx_mul_pr(fscal_S0, dx_S0);
 930     tx_S1       = gmx_mul_pr(fscal_S1, dx_S1);
 931     tx_S2       = gmx_mul_pr(fscal_S2, dx_S2);
 932     tx_S3       = gmx_mul_pr(fscal_S3, dx_S3);
 933     ty_S0       = gmx_mul_pr(fscal_S0, dy_S0);
 934     ty_S1       = gmx_mul_pr(fscal_S1, dy_S1);
 935     ty_S2       = gmx_mul_pr(fscal_S2, dy_S2);
 936     ty_S3       = gmx_mul_pr(fscal_S3, dy_S3);
 937     tz_S0       = gmx_mul_pr(fscal_S0, dz_S0);
 938     tz_S1       = gmx_mul_pr(fscal_S1, dz_S1);
 939     tz_S2       = gmx_mul_pr(fscal_S2, dz_S2);
 940     tz_S3       = gmx_mul_pr(fscal_S3, dz_S3);
 941
 942     /* Increment i atom force */
 943     fix_S0      = gmx_add_pr(fix_S0, tx_S0);
 944     fix_S1      = gmx_add_pr(fix_S1, tx_S1);
 945     fix_S2      = gmx_add_pr(fix_S2, tx_S2);
 946     fix_S3      = gmx_add_pr(fix_S3, tx_S3);
 947     fiy_S0      = gmx_add_pr(fiy_S0, ty_S0);
 948     fiy_S1      = gmx_add_pr(fiy_S1, ty_S1);
 949     fiy_S2      = gmx_add_pr(fiy_S2, ty_S2);
 950     fiy_S3      = gmx_add_pr(fiy_S3, ty_S3);
 951     fiz_S0      = gmx_add_pr(fiz_S0, tz_S0);
 952     fiz_S1      = gmx_add_pr(fiz_S1, tz_S1);
 953     fiz_S2      = gmx_add_pr(fiz_S2, tz_S2);
 954     fiz_S3      = gmx_add_pr(fiz_S3, tz_S3);
 955
 956     /* Decrement j atom force */
 957     gmx_store_pr(f+ajx,
 958                  gmx_sub_pr( gmx_load_pr(f+ajx), gmx_sum4_pr(tx_S0, tx_S1, tx_S2, tx_S3) ));
 959     gmx_store_pr(f+ajy,
 960                  gmx_sub_pr( gmx_load_pr(f+ajy), gmx_sum4_pr(ty_S0, ty_S1, ty_S2, ty_S3) ));
 961     gmx_store_pr(f+ajz,
 962                  gmx_sub_pr( gmx_load_pr(f+ajz), gmx_sum4_pr(tz_S0, tz_S1, tz_S2, tz_S3) ));
 963 }
 964
 965 #undef  rinv_ex_S0
 966 #undef  rinv_ex_S1
 967 #undef  rinv_ex_S2
 968 #undef  rinv_ex_S3
 969
 970 #undef  wco_vdw_S0
 971 #undef  wco_vdw_S1
 972 #undef  wco_vdw_S2
 973 #undef  wco_vdw_S3
 974
 975 #undef  NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 976
 977 #undef  EXCL_FORCES