src/gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernels.cuh

   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 /*! \internal \file
  37  *  This header has the sole purpose of generating kernels for the combinations of
  38  *  supported electrostatics types (cut-off, reaction-field, analytical and
  39  *  tabulated Ewald) and VDW types (cut-off + V shift, LJ-Ewald with
  40  *  geometric or Lorentz-Berthelot combination rule, F switch, V switch).
  41  *
  42  *  The Ewald kernels have twin-range cut-off versions with rcoul != rvdw which
  43  *  require an extra distance check to enable  PP-PME load balancing
  44  *  (otherwise, by default rcoul == rvdw).
  45  *
  46  *  NOTE: No include fence as it is meant to be included multiple times.
  47  */
  48
  49 /* Analytical plain cut-off electrostatics kernels
  50  */
  51 #define EL_CUTOFF
  52
  53 /* cut-off + V shift LJ */
  54 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecCut_VdwLJ ## __VA_ARGS__
  55 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  56 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  57 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
  58 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
  59 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecCut_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
  60 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  61 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
  62 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  63 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
  64 #define LJ_EWALD_COMB_LB
  65 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecCut_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
  66 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  67 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
  68 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  69 /* F switch LJ */
  70 #define LJ_FORCE_SWITCH
  71 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecCut_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
  72 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  73 #undef LJ_FORCE_SWITCH
  74 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  75 /* V switch LJ */
  76 #define LJ_POT_SWITCH
  77 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecCut_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
  78 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  79 #undef LJ_POT_SWITCH
  80 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  81
  82 #undef EL_CUTOFF
  83
  84
  85 /* Analytical reaction-field kernels
  86  */
  87 #define EL_RF
  88
  89 /* cut-off + V shift LJ */
  90 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecRF_VdwLJ ## __VA_ARGS__
  91 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  92 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  93 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
  94 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
  95 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecRF_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
  96 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
  97 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
  98 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  99 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 100 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 101 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecRF_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
 102 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 103 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 104 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 105 /* F switch LJ */
 106 #define LJ_FORCE_SWITCH
 107 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecRF_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
 108 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 109 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 110 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 111 /* V switch LJ */
 112 #define LJ_POT_SWITCH
 113 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecRF_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
 114 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 115 #undef LJ_POT_SWITCH
 116 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 117
 118 #undef EL_RF
 119
 120
 121 /* Analytical Ewald interaction kernels
 122  */
 123 #define EL_EWALD_ANA
 124
 125 /* cut-off + V shift LJ */
 126 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEw_VdwLJ ## __VA_ARGS__
 127 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 128 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 129 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 130 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 131 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEw_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
 132 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 133 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 134 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 135 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 136 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 137 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEw_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
 138 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 139 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 140 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 141 /* F switch LJ */
 142 #define LJ_FORCE_SWITCH
 143 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEw_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
 144 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 145 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 146 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 147 /* V switch LJ */
 148 #define LJ_POT_SWITCH
 149 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEw_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
 150 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 151 #undef LJ_POT_SWITCH
 152 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 153
 154 #undef EL_EWALD_ANA
 155
 156
 157 /* Analytical Ewald interaction kernels with twin-range cut-off
 158  */
 159 #define EL_EWALD_ANA
 160 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 161
 162 /* cut-off + V shift LJ */
 163 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJ ## __VA_ARGS__
 164 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 165 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 166 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 167 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 168 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
 169 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 170 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 171 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 172 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 173 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 174 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
 175 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 176 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 177 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 178 /* F switch LJ */
 179 #define LJ_FORCE_SWITCH
 180 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
 181 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 182 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 183 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 184 /* V switch LJ */
 185 #define LJ_POT_SWITCH
 186 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
 187 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 188 #undef LJ_POT_SWITCH
 189 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 190
 191 #undef EL_EWALD_ANA
 192 #undef VDW_CUTOFF_CHECK
 193
 194
 195 /* Tabulated Ewald interaction kernels */
 196 #define EL_EWALD_TAB
 197
 198 /* cut-off + V shift LJ */
 199 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJ ## __VA_ARGS__
 200 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 201 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 202 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 203 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 204 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
 205 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 206 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 207 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 208 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 209 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 210 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
 211 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 212 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 213 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 214 /* F switch LJ */
 215 #define LJ_FORCE_SWITCH
 216 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
 217 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 218 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 219 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 220 /* V switch LJ */
 221 #define LJ_POT_SWITCH
 222 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
 223 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 224 #undef LJ_POT_SWITCH
 225 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 226
 227 #undef EL_EWALD_TAB
 228
 229
 230 /* Tabulated Ewald interaction kernels with twin-range cut-off */
 231 #define EL_EWALD_TAB
 232 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 233
 234 /* cut-off + V shift LJ */
 235 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJ ## __VA_ARGS__
 236 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 237 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 238 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 239 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 240 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombGeom ## __VA_ARGS__
 241 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 242 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 243 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 244 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 245 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 246 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombLB ## __VA_ARGS__
 247 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 248 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 249 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 250 /* F switch LJ */
 251 #define LJ_FORCE_SWITCH
 252 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJFsw ## __VA_ARGS__
 253 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 254 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 255 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 256 /* V switch LJ */
 257 #define LJ_POT_SWITCH
 258 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, ...) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJPsw ## __VA_ARGS__
 259 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_cuda/nbnxn_cuda_kernel.cuh"
 260 #undef LJ_POT_SWITCH
 261 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 262
 263 #undef EL_EWALD_TAB
 264 #undef VDW_CUTOFF_CHECK