src/gromacs/mdlib/nbnxn_kernels/nbnxn_kernel_file_generator/nbnxn_kernel_simd_template.c.pre

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2015, 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 #include "gmxpre.h"
  36
  37 #include "config.h"
  38
  39 #include "gromacs/legacyheaders/typedefs.h"
  40 #include "gromacs/mdlib/nb_verlet.h"
  41 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_simd.h"
  42
  43 #ifdef {0}
  44
  45 {1}#include "gromacs/simd/vector_operations.h"
  46
  47 {2}
  48 #define GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE {3}
  49 #include "{4}"
  50
  51 #include "gromacs/legacyheaders/gmx_omp_nthreads.h"
  52 #include "gromacs/legacyheaders/types/force_flags.h"
  53 #include "gromacs/mdlib/nbnxn_kernels/nbnxn_kernel_common.h"
  54 #include "gromacs/simd/simd.h"
  55 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  56
  57 /*! \brief Kinds of electrostatic treatments in SIMD Verlet kernels
  58  */
  59 enum {{
  60     coulktRF, coulktTAB, coulktTAB_TWIN, coulktEWALD, coulktEWALD_TWIN, coulktNR
  61 }};
  62
  63 /*! \brief Kinds of Van der Waals treatments in SIMD Verlet kernels
  64  */
  65 enum {{
  66     vdwktLJCUT_COMBGEOM, vdwktLJCUT_COMBLB, vdwktLJCUT_COMBNONE, vdwktLJFORCESWITCH, vdwktLJPOTSWITCH, vdwktLJEWALDCOMBGEOM, vdwktNR
  67 }};
  68
  69 /* Declare and define the kernel function pointer lookup tables.
  70  * The minor index of the array goes over both the LJ combination rules,
  71  * which is only supported by plain cut-off, and the LJ switch/PME functions.
  72  */
  73 static p_nbk_func_noener p_nbk_noener[coulktNR][vdwktNR] =
  74 {7}
  75 static p_nbk_func_ener p_nbk_ener[coulktNR][vdwktNR] =
  76 {8}
  77 static p_nbk_func_ener p_nbk_energrp[coulktNR][vdwktNR] =
  78 {9}
  79
  80 static void
  81 reduce_group_energies(int ng, int ng_2log,
  82                       const real *VSvdw, const real *VSc,
  83                       real *Vvdw, real *Vc)
  84 {{
  85     const int unrollj      = GMX_SIMD_REAL_WIDTH/GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE;
  86     const int unrollj_half = unrollj/2;
  87     int       ng_p2, i, j, j0, j1, c, s;
  88
  89     ng_p2 = (1<<ng_2log);
  90
  91     /* The size of the x86 SIMD energy group buffer array is:
  92      * ng*ng*ng_p2*unrollj_half*simd_width
  93      */
  94     for (i = 0; i < ng; i++)
  95     {{
  96         for (j = 0; j < ng; j++)
  97         {{
  98             Vvdw[i*ng+j] = 0;
  99             Vc[i*ng+j]   = 0;
 100         }}
 101
 102         for (j1 = 0; j1 < ng; j1++)
 103         {{
 104             for (j0 = 0; j0 < ng; j0++)
 105             {{
 106                 c = ((i*ng + j1)*ng_p2 + j0)*unrollj_half*unrollj;
 107                 for (s = 0; s < unrollj_half; s++)
 108                 {{
 109                     Vvdw[i*ng+j0] += VSvdw[c+0];
 110                     Vvdw[i*ng+j1] += VSvdw[c+1];
 111                     Vc  [i*ng+j0] += VSc  [c+0];
 112                     Vc  [i*ng+j1] += VSc  [c+1];
 113                     c             += unrollj + 2;
 114                 }}
 115             }}
 116         }}
 117     }}
 118 }}
 119
 120 #else /* {0} */
 121
 122 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
 123
 124 #endif /* {0} */
 125
 126 void
 127 {5}(nbnxn_pairlist_set_t      gmx_unused *nbl_list,
 128 {6}const nbnxn_atomdata_t    gmx_unused *nbat,
 129 {6}const interaction_const_t gmx_unused *ic,
 130 {6}int                       gmx_unused  ewald_excl,
 131 {6}rvec                      gmx_unused *shift_vec,
 132 {6}int                       gmx_unused  force_flags,
 133 {6}int                       gmx_unused  clearF,
 134 {6}real                      gmx_unused *fshift,
 135 {6}real                      gmx_unused *Vc,
 136 {6}real                      gmx_unused *Vvdw)
 137 #ifdef {0}
 138 {{
 139     int                nnbl;
 140     nbnxn_pairlist_t **nbl;
 141     int                coulkt, vdwkt = 0;
 142     int                nb;
 143     int                nthreads gmx_unused;
 144
 145     nnbl = nbl_list->nnbl;
 146     nbl  = nbl_list->nbl;
 147
 148     if (EEL_RF(ic->eeltype) || ic->eeltype == eelCUT)
 149     {{
 150         coulkt = coulktRF;
 151     }}
 152     else
 153     {{
 154         if (ewald_excl == ewaldexclTable)
 155         {{
 156             if (ic->rcoulomb == ic->rvdw)
 157             {{
 158                 coulkt = coulktTAB;
 159             }}
 160             else
 161             {{
 162                 coulkt = coulktTAB_TWIN;
 163             }}
 164         }}
 165         else
 166         {{
 167             if (ic->rcoulomb == ic->rvdw)
 168             {{
 169                 coulkt = coulktEWALD;
 170             }}
 171             else
 172             {{
 173                 coulkt = coulktEWALD_TWIN;
 174             }}
 175         }}
 176     }}
 177
 178     if (ic->vdwtype == evdwCUT)
 179     {{
 180         switch (ic->vdw_modifier)
 181         {{
 182             case eintmodNONE:
 183             case eintmodPOTSHIFT:
 184                 switch (nbat->comb_rule)
 185                 {{
 186                     case ljcrGEOM: vdwkt = vdwktLJCUT_COMBGEOM; break;
 187                     case ljcrLB:   vdwkt = vdwktLJCUT_COMBLB;   break;
 188                     case ljcrNONE: vdwkt = vdwktLJCUT_COMBNONE; break;
 189                     default:       gmx_incons("Unknown combination rule");
 190                 }}
 191                 break;
 192             case eintmodFORCESWITCH:
 193                 vdwkt = vdwktLJFORCESWITCH;
 194                 break;
 195             case eintmodPOTSWITCH:
 196                 vdwkt = vdwktLJPOTSWITCH;
 197                 break;
 198             default:
 199                 gmx_incons("Unsupported VdW interaction modifier");
 200         }}
 201     }}
 202     else if (ic->vdwtype == evdwPME)
 203     {{
 204         if (ic->ljpme_comb_rule == eljpmeLB)
 205         {{
 206             gmx_incons("The nbnxn SIMD kernels don't suport LJ-PME with LB");
 207         }}
 208         vdwkt = vdwktLJEWALDCOMBGEOM;
 209     }}
 210     else
 211     {{
 212         gmx_incons("Unsupported VdW interaction type");
 213     }}
 214
 215     nthreads = gmx_omp_nthreads_get(emntNonbonded);
 216 #pragma omp parallel for schedule(static) num_threads(nthreads)
 217     for (nb = 0; nb < nnbl; nb++)
 218     {{
 219         nbnxn_atomdata_output_t *out;
 220         real                    *fshift_p;
 221
 222         out = &nbat->out[nb];
 223
 224         if (clearF == enbvClearFYes)
 225         {{
 226             clear_f(nbat, nb, out->f);
 227         }}
 228
 229         if ((force_flags & GMX_FORCE_VIRIAL) && nnbl == 1)
 230         {{
 231             fshift_p = fshift;
 232         }}
 233         else
 234         {{
 235             fshift_p = out->fshift;
 236
 237             if (clearF == enbvClearFYes)
 238             {{
 239                 clear_fshift(fshift_p);
 240             }}
 241         }}
 242
 243         if (!(force_flags & GMX_FORCE_ENERGY))
 244         {{
 245             /* Don't calculate energies */
 246             p_nbk_noener[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 247                                         ic,
 248                                         shift_vec,
 249                                         out->f,
 250                                         fshift_p);
 251         }}
 252         else if (out->nV == 1)
 253         {{
 254             /* No energy groups */
 255             out->Vvdw[0] = 0;
 256             out->Vc[0]   = 0;
 257
 258             p_nbk_ener[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 259                                       ic,
 260                                       shift_vec,
 261                                       out->f,
 262                                       fshift_p,
 263                                       out->Vvdw,
 264                                       out->Vc);
 265         }}
 266         else
 267         {{
 268             /* Calculate energy group contributions */
 269             int i;
 270
 271             for (i = 0; i < out->nVS; i++)
 272             {{
 273                 out->VSvdw[i] = 0;
 274             }}
 275             for (i = 0; i < out->nVS; i++)
 276             {{
 277                 out->VSc[i] = 0;
 278             }}
 279
 280             p_nbk_energrp[coulkt][vdwkt](nbl[nb], nbat,
 281                                          ic,
 282                                          shift_vec,
 283                                          out->f,
 284                                          fshift_p,
 285                                          out->VSvdw,
 286                                          out->VSc);
 287
 288             reduce_group_energies(nbat->nenergrp, nbat->neg_2log,
 289                                   out->VSvdw, out->VSc,
 290                                   out->Vvdw, out->Vc);
 291         }}
 292     }}
 293
 294     if (force_flags & GMX_FORCE_ENERGY)
 295     {{
 296         reduce_energies_over_lists(nbat, nnbl, Vvdw, Vc);
 297     }}
 298 }}
 299 #else
 300 {{
 301     gmx_incons("{5} called when such kernels "
 302                " are not enabled.");
 303 }}
 304 #endif
 305 #undef GMX_SIMD_J_UNROLL_SIZE