src/gromacs/mdlib/nbnxn_kernels/simd_2xnn/nbnxn_kernel_simd_2xnn_inner.h

   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
  36 /* This is the innermost loop contents for the 4 x N atom SIMD kernel.
  37  * This flavor of the kernel duplicates the data for N j-particles in
  38  * 2xN wide SIMD registers to do operate on 2 i-particles at once.
  39  * This leads to 4/2=2 sets of most instructions. Therefore we call
  40  * this kernel 2x(N+N) = 2xnn
  41  *
  42  * This 2xnn kernel is basically the 4xn equivalent with half the registers
  43  * and instructions removed.
  44  *
  45  * An alternative would be to load to different cluster of N j-particles
  46  * into SIMD registers, giving a 4x(N+N) kernel. This doubles the amount
  47  * of instructions, which could lead to better scheduling. But we actually
  48  * observed worse scheduling for the AVX-256 4x8 normal analytical PME
  49  * kernel, which has a lower pair throughput than 2x(4+4) with gcc 4.7.
  50  * It could be worth trying this option, but it takes some more effort.
  51  * This 2xnn kernel is basically the 4xn equivalent with
  52  */
  53
  54
  55 /* When calculating RF or Ewald interactions we calculate the electrostatic/LJ
  56  * forces on excluded atom pairs here in the non-bonded loops.
  57  * But when energies and/or virial is required we calculate them
  58  * separately to as then it is easier to separate the energy and virial
  59  * contributions.
  60  */
  61 #if defined CHECK_EXCLS && (defined CALC_COULOMB || defined LJ_EWALD_GEOM)
  62 #define EXCL_FORCES
  63 #endif
  64
  65 /* Without exclusions and energies we only need to mask the cut-off,
  66  * this can be faster with blendv.
  67  */
  68 #if !(defined CHECK_EXCLS || defined CALC_ENERGIES || defined LJ_EWALD_GEOM) && defined GMX_SIMD_HAVE_BLENDV
  69 /* With RF and tabulated Coulomb we replace cmp+and with sub+blendv.
  70  * With gcc this is slower, except for RF on Sandy Bridge.
  71  * Tested with gcc 4.6.2, 4.6.3 and 4.7.1.
  72  */
  73 #if (defined CALC_COUL_RF || defined CALC_COUL_TAB) && (!defined __GNUC__ || (defined CALC_COUL_RF && defined GMX_SIMD_X86_AVX_256_OR_HIGHER))
  74 #define NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
  75 #endif
  76 /* With analytical Ewald we replace cmp+and+and with sub+blendv+blendv.
  77  * This is only faster with icc on Sandy Bridge (PS kernel slower than gcc 4.7).
  78  * Tested with icc 13.
  79  */
  80 #if defined CALC_COUL_EWALD && defined __INTEL_COMPILER && defined GMX_SIMD_X86_AVX_256_OR_HIGHER
  81 #define NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
  82 #endif
  83 #endif
  84
  85 {
  86     int        cj, aj, ajx, ajy, ajz;
  87
  88 #ifdef ENERGY_GROUPS
  89     /* Energy group indices for two atoms packed into one int */
  90     int        egp_jj[UNROLLJ/2];
  91 #endif
  92
  93 #ifdef CHECK_EXCLS
  94     /* Interaction (non-exclusion) mask of all 1's or 0's */
  95     gmx_simd_bool_t  interact_S0;
  96     gmx_simd_bool_t  interact_S2;
  97 #endif
  98
  99     gmx_simd_real_t  jx_S, jy_S, jz_S;
 100     gmx_simd_real_t  dx_S0, dy_S0, dz_S0;
 101     gmx_simd_real_t  dx_S2, dy_S2, dz_S2;
 102     gmx_simd_real_t  tx_S0, ty_S0, tz_S0;
 103     gmx_simd_real_t  tx_S2, ty_S2, tz_S2;
 104     gmx_simd_real_t  rsq_S0, rinv_S0, rinvsq_S0;
 105     gmx_simd_real_t  rsq_S2, rinv_S2, rinvsq_S2;
 106 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 107     /* wco: within cut-off, mask of all 1's or 0's */
 108     gmx_simd_bool_t  wco_S0;
 109     gmx_simd_bool_t  wco_S2;
 110 #endif
 111 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 112     gmx_simd_bool_t  wco_vdw_S0;
 113 #ifndef HALF_LJ
 114     gmx_simd_bool_t  wco_vdw_S2;
 115 #endif
 116 #endif
 117
 118 #if (defined CALC_COULOMB && defined CALC_COUL_TAB) || defined LJ_FORCE_SWITCH || defined LJ_POT_SWITCH
 119     gmx_simd_real_t r_S0;
 120 #if (defined CALC_COULOMB && defined CALC_COUL_TAB) || !defined HALF_LJ
 121     gmx_simd_real_t r_S2;
 122 #endif
 123 #endif
 124
 125 #if defined LJ_FORCE_SWITCH || defined LJ_POT_SWITCH
 126     gmx_simd_real_t  rsw_S0, rsw2_S0;
 127 #ifndef HALF_LJ
 128     gmx_simd_real_t  rsw_S2, rsw2_S2;
 129 #endif
 130 #endif
 131
 132 #ifdef CALC_COULOMB
 133 #ifdef CHECK_EXCLS
 134     /* 1/r masked with the interaction mask */
 135     gmx_simd_real_t  rinv_ex_S0;
 136     gmx_simd_real_t  rinv_ex_S2;
 137 #endif
 138     gmx_simd_real_t  jq_S;
 139     gmx_simd_real_t  qq_S0;
 140     gmx_simd_real_t  qq_S2;
 141 #ifdef CALC_COUL_TAB
 142     /* The force (PME mesh force) we need to subtract from 1/r^2 */
 143     gmx_simd_real_t  fsub_S0;
 144     gmx_simd_real_t  fsub_S2;
 145 #endif
 146 #ifdef CALC_COUL_EWALD
 147     gmx_simd_real_t  brsq_S0, brsq_S2;
 148     gmx_simd_real_t  ewcorr_S0, ewcorr_S2;
 149 #endif
 150
 151     /* frcoul = (1/r - fsub)*r */
 152     gmx_simd_real_t  frcoul_S0;
 153     gmx_simd_real_t  frcoul_S2;
 154 #ifdef CALC_COUL_TAB
 155     /* For tables: r, rs=r/sp, rf=floor(rs), frac=rs-rf */
 156     gmx_simd_real_t         rs_S0, rf_S0, frac_S0;
 157     gmx_simd_real_t         rs_S2, rf_S2, frac_S2;
 158     /* Table index: rs truncated to an int */
 159     gmx_simd_int32_t        ti_S0, ti_S2;
 160     /* Linear force table values */
 161     gmx_simd_real_t         ctab0_S0, ctab1_S0;
 162     gmx_simd_real_t         ctab0_S2, ctab1_S2;
 163 #ifdef CALC_ENERGIES
 164     /* Quadratic energy table value */
 165     gmx_simd_real_t  ctabv_S0;
 166     gmx_simd_real_t  ctabv_S2;
 167 #endif
 168 #endif
 169 #if defined CALC_ENERGIES && (defined CALC_COUL_EWALD || defined CALC_COUL_TAB)
 170     /* The potential (PME mesh) we need to subtract from 1/r */
 171     gmx_simd_real_t  vc_sub_S0;
 172     gmx_simd_real_t  vc_sub_S2;
 173 #endif
 174 #ifdef CALC_ENERGIES
 175     /* Electrostatic potential */
 176     gmx_simd_real_t  vcoul_S0;
 177     gmx_simd_real_t  vcoul_S2;
 178 #endif
 179 #endif
 180     /* The force times 1/r */
 181     gmx_simd_real_t  fscal_S0;
 182     gmx_simd_real_t  fscal_S2;
 183
 184 #ifdef CALC_LJ
 185 #ifdef LJ_COMB_LB
 186     /* LJ sigma_j/2 and sqrt(epsilon_j) */
 187     gmx_simd_real_t  hsig_j_S, seps_j_S;
 188     /* LJ sigma_ij and epsilon_ij */
 189     gmx_simd_real_t  sig_S0, eps_S0;
 190 #ifndef HALF_LJ
 191     gmx_simd_real_t  sig_S2, eps_S2;
 192 #endif
 193 #ifdef CALC_ENERGIES
 194     gmx_simd_real_t  sig2_S0, sig6_S0;
 195 #ifndef HALF_LJ
 196     gmx_simd_real_t  sig2_S2, sig6_S2;
 197 #endif
 198 #endif /* LJ_COMB_LB */
 199 #endif /* CALC_LJ */
 200
 201 #ifdef LJ_COMB_GEOM
 202     gmx_simd_real_t  c6s_j_S, c12s_j_S;
 203 #endif
 204
 205 #if defined LJ_COMB_GEOM || defined LJ_COMB_LB || defined LJ_EWALD_GEOM
 206     /* Index for loading LJ parameters, complicated when interleaving */
 207     int         aj2;
 208 #endif
 209
 210     /* Intermediate variables for LJ calculation */
 211 #ifndef LJ_COMB_LB
 212     gmx_simd_real_t  rinvsix_S0;
 213 #ifndef HALF_LJ
 214     gmx_simd_real_t  rinvsix_S2;
 215 #endif
 216 #endif
 217 #ifdef LJ_COMB_LB
 218     gmx_simd_real_t  sir_S0, sir2_S0, sir6_S0;
 219 #ifndef HALF_LJ
 220     gmx_simd_real_t  sir_S2, sir2_S2, sir6_S2;
 221 #endif
 222 #endif
 223
 224     gmx_simd_real_t  FrLJ6_S0, FrLJ12_S0, frLJ_S0;
 225 #ifndef HALF_LJ
 226     gmx_simd_real_t  FrLJ6_S2, FrLJ12_S2, frLJ_S2;
 227 #endif
 228 #endif /* CALC_LJ */
 229
 230     gmx_mm_hpr fjx_S, fjy_S, fjz_S;
 231
 232     /* j-cluster index */
 233     cj            = l_cj[cjind].cj;
 234
 235     /* Atom indices (of the first atom in the cluster) */
 236     aj            = cj*UNROLLJ;
 237 #if defined CALC_LJ && (defined LJ_COMB_GEOM || defined LJ_COMB_LB || defined LJ_EWALD_GEOM)
 238     aj2           = aj*2;
 239 #endif
 240     ajx           = aj*DIM;
 241     ajy           = ajx + STRIDE;
 242     ajz           = ajy + STRIDE;
 243
 244 #ifdef CHECK_EXCLS
 245     gmx_load_simd_2xnn_interactions(l_cj[cjind].excl,
 246                                     filter_S0, filter_S2,
 247                                     &interact_S0, &interact_S2);
 248 #endif /* CHECK_EXCLS */
 249
 250     /* load j atom coordinates */
 251     gmx_loaddh_pr(&jx_S, x+ajx);
 252     gmx_loaddh_pr(&jy_S, x+ajy);
 253     gmx_loaddh_pr(&jz_S, x+ajz);
 254
 255     /* Calculate distance */
 256     dx_S0       = gmx_simd_sub_r(ix_S0, jx_S);
 257     dy_S0       = gmx_simd_sub_r(iy_S0, jy_S);
 258     dz_S0       = gmx_simd_sub_r(iz_S0, jz_S);
 259     dx_S2       = gmx_simd_sub_r(ix_S2, jx_S);
 260     dy_S2       = gmx_simd_sub_r(iy_S2, jy_S);
 261     dz_S2       = gmx_simd_sub_r(iz_S2, jz_S);
 262
 263     /* rsq = dx*dx+dy*dy+dz*dz */
 264     rsq_S0      = gmx_simd_calc_rsq_r(dx_S0, dy_S0, dz_S0);
 265     rsq_S2      = gmx_simd_calc_rsq_r(dx_S2, dy_S2, dz_S2);
 266
 267 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 268     wco_S0      = gmx_simd_cmplt_r(rsq_S0, rc2_S);
 269     wco_S2      = gmx_simd_cmplt_r(rsq_S2, rc2_S);
 270 #endif
 271
 272 #ifdef CHECK_EXCLS
 273 #ifdef EXCL_FORCES
 274     /* Only remove the (sub-)diagonal to avoid double counting */
 275 #if UNROLLJ == UNROLLI
 276     if (cj == ci_sh)
 277     {
 278         wco_S0  = gmx_simd_and_b(wco_S0, diagonal_mask_S0);
 279         wco_S2  = gmx_simd_and_b(wco_S2, diagonal_mask_S2);
 280     }
 281 #else
 282 #if UNROLLJ == 2*UNROLLI
 283     if (cj*2 == ci_sh)
 284     {
 285         wco_S0  = gmx_simd_and_b(wco_S0, diagonal_mask0_S0);
 286         wco_S2  = gmx_simd_and_b(wco_S2, diagonal_mask0_S2);
 287     }
 288     else if (cj*2 + 1 == ci_sh)
 289     {
 290         wco_S0  = gmx_simd_and_b(wco_S0, diagonal_mask1_S0);
 291         wco_S2  = gmx_simd_and_b(wco_S2, diagonal_mask1_S2);
 292     }
 293 #else
 294 #error "only UNROLLJ == UNROLLI*(1 or 2) currently supported in 2xnn kernels"
 295 #endif
 296 #endif
 297 #else /* EXCL_FORCES */
 298       /* No exclusion forces: remove all excluded atom pairs from the list */
 299     wco_S0      = gmx_simd_and_b(wco_S0, interact_S0);
 300     wco_S2      = gmx_simd_and_b(wco_S2, interact_S2);
 301 #endif
 302 #endif
 303
 304 #ifdef COUNT_PAIRS
 305     {
 306         int  i, j;
 307         real tmpa[2*GMX_SIMD_REAL_WIDTH], *tmp;
 308         tmp = gmx_simd_align_r(tmpa);
 309         for (i = 0; i < UNROLLI; i += 2)
 310         {
 311             gmx_simd_store_r(tmp, gmx_simd_sub_r(rc2_S, i == 0 ? rsq_S0 : rsq_S2));
 312             for (j = 0; j < 2*UNROLLJ; j++)
 313             {
 314                 if (tmp[j] >= 0)
 315                 {
 316                     npair++;
 317                 }
 318             }
 319         }
 320     }
 321 #endif
 322
 323 #ifdef CHECK_EXCLS
 324     /* For excluded pairs add a small number to avoid r^-6 = NaN */
 325     rsq_S0      = gmx_simd_add_r(rsq_S0, gmx_simd_blendnotzero_r(avoid_sing_S, interact_S0));
 326     rsq_S2      = gmx_simd_add_r(rsq_S2, gmx_simd_blendnotzero_r(avoid_sing_S, interact_S2));
 327 #endif
 328
 329     /* Calculate 1/r */
 330     rinv_S0     = gmx_simd_invsqrt_r(rsq_S0);
 331     rinv_S2     = gmx_simd_invsqrt_r(rsq_S2);
 332
 333 #ifdef CALC_COULOMB
 334     /* Load parameters for j atom */
 335     gmx_loaddh_pr(&jq_S, q+aj);
 336     qq_S0       = gmx_simd_mul_r(iq_S0, jq_S);
 337     qq_S2       = gmx_simd_mul_r(iq_S2, jq_S);
 338 #endif
 339
 340 #ifdef CALC_LJ
 341
 342 #if !defined LJ_COMB_GEOM && !defined LJ_COMB_LB && !defined FIX_LJ_C
 343     gmx_simd_real_t c6_S0, c12_S0;
 344     load_lj_pair_params2(nbfp0, nbfp1, type, aj, &c6_S0, &c12_S0);
 345 #ifndef HALF_LJ
 346     gmx_simd_real_t c6_S2, c12_S2;
 347     load_lj_pair_params2(nbfp2, nbfp3, type, aj, &c6_S2, &c12_S2);
 348 #endif
 349 #endif /* not defined any LJ rule */
 350
 351 #ifdef LJ_COMB_GEOM
 352     gmx_loaddh_pr(&c6s_j_S,  ljc+aj2+0);
 353     gmx_loaddh_pr(&c12s_j_S, ljc+aj2+STRIDE);
 354     gmx_simd_real_t c6_S0       = gmx_simd_mul_r(c6s_S0, c6s_j_S );
 355 #ifndef HALF_LJ
 356     gmx_simd_real_t c6_S2       = gmx_simd_mul_r(c6s_S2, c6s_j_S );
 357 #endif
 358     gmx_simd_real_t c12_S0      = gmx_simd_mul_r(c12s_S0, c12s_j_S);
 359 #ifndef HALF_LJ
 360     gmx_simd_real_t c12_S2      = gmx_simd_mul_r(c12s_S2, c12s_j_S);
 361 #endif
 362 #endif /* LJ_COMB_GEOM */
 363
 364 #ifdef LJ_COMB_LB
 365     gmx_loaddh_pr(&hsig_j_S, ljc+aj2+0);
 366     gmx_loaddh_pr(&seps_j_S, ljc+aj2+STRIDE);
 367
 368     sig_S0      = gmx_simd_add_r(hsig_i_S0, hsig_j_S);
 369     eps_S0      = gmx_simd_mul_r(seps_i_S0, seps_j_S);
 370 #ifndef HALF_LJ
 371     sig_S2      = gmx_simd_add_r(hsig_i_S2, hsig_j_S);
 372     eps_S2      = gmx_simd_mul_r(seps_i_S2, seps_j_S);
 373 #endif
 374 #endif /* LJ_COMB_LB */
 375
 376 #endif /* CALC_LJ */
 377
 378 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 379     rinv_S0     = gmx_simd_blendzero_r(rinv_S0, wco_S0);
 380     rinv_S2     = gmx_simd_blendzero_r(rinv_S2, wco_S2);
 381 #else
 382     /* This needs to be modified: It makes assumptions about the internal storage
 383      * of the SIMD representation, in particular that the blendv instruction always
 384      * selects based on the sign bit. If the performance is really critical, it
 385      * should be turned into a function that is platform-specific.
 386      */
 387     /* We only need to mask for the cut-off: blendv is faster */
 388     rinv_S0     = gmx_simd_blendv_r(rinv_S0, zero_S, gmx_simd_sub_r(rc2_S, rsq_S0));
 389     rinv_S2     = gmx_simd_blendv_r(rinv_S2, zero_S, gmx_simd_sub_r(rc2_S, rsq_S2));
 390 #endif
 391
 392     rinvsq_S0   = gmx_simd_mul_r(rinv_S0, rinv_S0);
 393     rinvsq_S2   = gmx_simd_mul_r(rinv_S2, rinv_S2);
 394
 395 #ifdef CALC_COULOMB
 396     /* Note that here we calculate force*r, not the usual force/r.
 397      * This allows avoiding masking the reaction-field contribution,
 398      * as frcoul is later multiplied by rinvsq which has been
 399      * masked with the cut-off check.
 400      */
 401
 402 #ifdef EXCL_FORCES
 403     /* Only add 1/r for non-excluded atom pairs */
 404     rinv_ex_S0  = gmx_simd_blendzero_r(rinv_S0, interact_S0);
 405     rinv_ex_S2  = gmx_simd_blendzero_r(rinv_S2, interact_S2);
 406 #else
 407     /* No exclusion forces, we always need 1/r */
 408 #define     rinv_ex_S0    rinv_S0
 409 #define     rinv_ex_S2    rinv_S2
 410 #endif
 411
 412 #ifdef CALC_COUL_RF
 413     /* Electrostatic interactions */
 414     frcoul_S0   = gmx_simd_mul_r(qq_S0, gmx_simd_fmadd_r(rsq_S0, mrc_3_S, rinv_ex_S0));
 415     frcoul_S2   = gmx_simd_mul_r(qq_S2, gmx_simd_fmadd_r(rsq_S2, mrc_3_S, rinv_ex_S2));
 416
 417 #ifdef CALC_ENERGIES
 418     vcoul_S0    = gmx_simd_mul_r(qq_S0, gmx_simd_add_r(rinv_ex_S0, gmx_simd_add_r(gmx_simd_mul_r(rsq_S0, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 419     vcoul_S2    = gmx_simd_mul_r(qq_S2, gmx_simd_add_r(rinv_ex_S2, gmx_simd_add_r(gmx_simd_mul_r(rsq_S2, hrc_3_S), moh_rc_S)));
 420 #endif
 421 #endif
 422
 423 #ifdef CALC_COUL_EWALD
 424     /* We need to mask (or limit) rsq for the cut-off,
 425      * as large distances can cause an overflow in gmx_pmecorrF/V.
 426      */
 427 #ifndef NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 428     brsq_S0     = gmx_simd_mul_r(beta2_S, gmx_simd_blendzero_r(rsq_S0, wco_S0));
 429     brsq_S2     = gmx_simd_mul_r(beta2_S, gmx_simd_blendzero_r(rsq_S2, wco_S2));
 430 #else
 431     /* Strangely, putting mul on a separate line is slower (icc 13) */
 432     brsq_S0     = gmx_simd_mul_r(beta2_S, gmx_simd_blendv_r(rsq_S0, zero_S, gmx_simd_sub_r(rc2_S, rsq_S0)));
 433     brsq_S2     = gmx_simd_mul_r(beta2_S, gmx_simd_blendv_r(rsq_S2, zero_S, gmx_simd_sub_r(rc2_S, rsq_S2)));
 434 #endif
 435     ewcorr_S0   = gmx_simd_mul_r(gmx_simd_pmecorrF_r(brsq_S0), beta_S);
 436     ewcorr_S2   = gmx_simd_mul_r(gmx_simd_pmecorrF_r(brsq_S2), beta_S);
 437     frcoul_S0   = gmx_simd_mul_r(qq_S0, gmx_simd_fmadd_r(ewcorr_S0, brsq_S0, rinv_ex_S0));
 438     frcoul_S2   = gmx_simd_mul_r(qq_S2, gmx_simd_fmadd_r(ewcorr_S2, brsq_S2, rinv_ex_S2));
 439
 440 #ifdef CALC_ENERGIES
 441     vc_sub_S0   = gmx_simd_mul_r(gmx_simd_pmecorrV_r(brsq_S0), beta_S);
 442     vc_sub_S2   = gmx_simd_mul_r(gmx_simd_pmecorrV_r(brsq_S2), beta_S);
 443 #endif
 444
 445 #endif /* CALC_COUL_EWALD */
 446
 447 #ifdef CALC_COUL_TAB
 448     /* Electrostatic interactions */
 449     r_S0        = gmx_simd_mul_r(rsq_S0, rinv_S0);
 450     r_S2        = gmx_simd_mul_r(rsq_S2, rinv_S2);
 451     /* Convert r to scaled table units */
 452     rs_S0       = gmx_simd_mul_r(r_S0, invtsp_S);
 453     rs_S2       = gmx_simd_mul_r(r_S2, invtsp_S);
 454     /* Truncate scaled r to an int */
 455     ti_S0       = gmx_simd_cvtt_r2i(rs_S0);
 456     ti_S2       = gmx_simd_cvtt_r2i(rs_S2);
 457 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_TRUNC
 458     rf_S0       = gmx_simd_trunc_r(rs_S0);
 459     rf_S2       = gmx_simd_trunc_r(rs_S2);
 460 #else
 461     rf_S0       = gmx_simd_cvt_i2r(ti_S0);
 462     rf_S2       = gmx_simd_cvt_i2r(ti_S2);
 463 #endif
 464     frac_S0     = gmx_simd_sub_r(rs_S0, rf_S0);
 465     frac_S2     = gmx_simd_sub_r(rs_S2, rf_S2);
 466
 467     /* Load and interpolate table forces and possibly energies.
 468      * Force and energy can be combined in one table, stride 4: FDV0
 469      * or in two separate tables with stride 1: F and V
 470      * Currently single precision uses FDV0, double F and V.
 471      */
 472 #ifndef CALC_ENERGIES
 473     load_table_f(tab_coul_F, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0);
 474     load_table_f(tab_coul_F, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2);
 475 #else
 476 #ifdef TAB_FDV0
 477     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0, &ctabv_S0);
 478     load_table_f_v(tab_coul_F, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2, &ctabv_S2);
 479 #else
 480     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S0, ti0, &ctab0_S0, &ctab1_S0, &ctabv_S0);
 481     load_table_f_v(tab_coul_F, tab_coul_V, ti_S2, ti2, &ctab0_S2, &ctab1_S2, &ctabv_S2);
 482 #endif
 483 #endif
 484     fsub_S0     = gmx_simd_add_r(ctab0_S0, gmx_simd_mul_r(frac_S0, ctab1_S0));
 485     fsub_S2     = gmx_simd_add_r(ctab0_S2, gmx_simd_mul_r(frac_S2, ctab1_S2));
 486     frcoul_S0   = gmx_simd_mul_r(qq_S0, gmx_simd_sub_r(rinv_ex_S0, gmx_simd_mul_r(fsub_S0, r_S0)));
 487     frcoul_S2   = gmx_simd_mul_r(qq_S2, gmx_simd_sub_r(rinv_ex_S2, gmx_simd_mul_r(fsub_S2, r_S2)));
 488
 489 #ifdef CALC_ENERGIES
 490     vc_sub_S0   = gmx_simd_add_r(ctabv_S0, gmx_simd_mul_r(gmx_simd_mul_r(mhalfsp_S, frac_S0), gmx_simd_add_r(ctab0_S0, fsub_S0)));
 491     vc_sub_S2   = gmx_simd_add_r(ctabv_S2, gmx_simd_mul_r(gmx_simd_mul_r(mhalfsp_S, frac_S2), gmx_simd_add_r(ctab0_S2, fsub_S2)));
 492 #endif
 493 #endif /* CALC_COUL_TAB */
 494
 495 #if defined CALC_ENERGIES && (defined CALC_COUL_EWALD || defined CALC_COUL_TAB)
 496 #ifndef NO_SHIFT_EWALD
 497     /* Add Ewald potential shift to vc_sub for convenience */
 498 #ifdef CHECK_EXCLS
 499     vc_sub_S0   = gmx_simd_add_r(vc_sub_S0, gmx_simd_blendzero_r(sh_ewald_S, interact_S0));
 500     vc_sub_S2   = gmx_simd_add_r(vc_sub_S2, gmx_simd_blendzero_r(sh_ewald_S, interact_S2));
 501 #else
 502     vc_sub_S0   = gmx_simd_add_r(vc_sub_S0, sh_ewald_S);
 503     vc_sub_S2   = gmx_simd_add_r(vc_sub_S2, sh_ewald_S);
 504 #endif
 505 #endif
 506
 507     vcoul_S0    = gmx_simd_mul_r(qq_S0, gmx_simd_sub_r(rinv_ex_S0, vc_sub_S0));
 508     vcoul_S2    = gmx_simd_mul_r(qq_S2, gmx_simd_sub_r(rinv_ex_S2, vc_sub_S2));
 509 #endif
 510
 511 #ifdef CALC_ENERGIES
 512     /* Mask energy for cut-off and diagonal */
 513     vcoul_S0    = gmx_simd_blendzero_r(vcoul_S0, wco_S0);
 514     vcoul_S2    = gmx_simd_blendzero_r(vcoul_S2, wco_S2);
 515 #endif
 516
 517 #endif /* CALC_COULOMB */
 518
 519 #ifdef CALC_LJ
 520     /* Lennard-Jones interaction */
 521
 522 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 523     wco_vdw_S0  = gmx_simd_cmplt_r(rsq_S0, rcvdw2_S);
 524 #ifndef HALF_LJ
 525     wco_vdw_S2  = gmx_simd_cmplt_r(rsq_S2, rcvdw2_S);
 526 #endif
 527 #else
 528     /* Same cut-off for Coulomb and VdW, reuse the registers */
 529 #define     wco_vdw_S0    wco_S0
 530 #define     wco_vdw_S2    wco_S2
 531 #endif
 532
 533 #ifndef LJ_COMB_LB
 534     rinvsix_S0  = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, rinvsq_S0));
 535 #ifdef EXCL_FORCES
 536     rinvsix_S0  = gmx_simd_blendzero_r(rinvsix_S0, interact_S0);
 537 #endif
 538 #ifndef HALF_LJ
 539     rinvsix_S2  = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, rinvsq_S2));
 540 #ifdef EXCL_FORCES
 541     rinvsix_S2  = gmx_simd_blendzero_r(rinvsix_S2, interact_S2);
 542 #endif
 543 #endif
 544
 545 #if defined LJ_CUT || defined LJ_POT_SWITCH
 546     /* We have plain LJ or LJ-PME with simple C6/6 C12/12 coefficients */
 547     FrLJ6_S0    = gmx_simd_mul_r(c6_S0, rinvsix_S0);
 548 #ifndef HALF_LJ
 549     FrLJ6_S2    = gmx_simd_mul_r(c6_S2, rinvsix_S2);
 550 #endif
 551     FrLJ12_S0   = gmx_simd_mul_r(c12_S0, gmx_simd_mul_r(rinvsix_S0, rinvsix_S0));
 552 #ifndef HALF_LJ
 553     FrLJ12_S2   = gmx_simd_mul_r(c12_S2, gmx_simd_mul_r(rinvsix_S2, rinvsix_S2));
 554 #endif
 555 #endif
 556
 557 #if defined LJ_FORCE_SWITCH || defined LJ_POT_SWITCH
 558     /* We switch the LJ force */
 559     r_S0        = gmx_simd_mul_r(rsq_S0, rinv_S0);
 560     rsw_S0      = gmx_simd_max_r(gmx_simd_sub_r(r_S0, rswitch_S), zero_S);
 561     rsw2_S0     = gmx_simd_mul_r(rsw_S0, rsw_S0);
 562 #ifndef HALF_LJ
 563     r_S2        = gmx_simd_mul_r(rsq_S2, rinv_S2);
 564     rsw_S2      = gmx_simd_max_r(gmx_simd_sub_r(r_S2, rswitch_S), zero_S);
 565     rsw2_S2     = gmx_simd_mul_r(rsw_S2, rsw_S2);
 566 #endif
 567 #endif
 568
 569 #ifdef LJ_FORCE_SWITCH
 570
 571 #define add_fr_switch(fr, rsw, rsw2_r, c2, c3) gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(c3, rsw, c2), rsw2_r, fr)
 572     gmx_simd_real_t rsw2_r_S0 = gmx_simd_mul_r(rsw2_S0, r_S0);
 573     FrLJ6_S0    = gmx_simd_mul_r(c6_S0, add_fr_switch(rinvsix_S0, rsw_S0, rsw2_r_S0, p6_fc2_S, p6_fc3_S));
 574 #ifndef HALF_LJ
 575     gmx_simd_real_t rsw2_r_S2 = gmx_simd_mul_r(rsw2_S2, r_S2);
 576     FrLJ6_S2    = gmx_simd_mul_r(c6_S2, add_fr_switch(rinvsix_S2, rsw_S2, rsw2_r_S2, p6_fc2_S, p6_fc3_S));
 577 #endif
 578     FrLJ12_S0   = gmx_simd_mul_r(c12_S0, add_fr_switch(gmx_simd_mul_r(rinvsix_S0, rinvsix_S0), rsw_S0, rsw2_r_S0, p12_fc2_S, p12_fc3_S));
 579 #ifndef HALF_LJ
 580     FrLJ12_S2   = gmx_simd_mul_r(c12_S2, add_fr_switch(gmx_simd_mul_r(rinvsix_S2, rinvsix_S2), rsw_S2, rsw2_r_S2, p12_fc2_S, p12_fc3_S));
 581 #endif
 582 #undef add_fr_switch
 583 #endif /* LJ_FORCE_SWITCH */
 584
 585 #endif /* not LJ_COMB_LB */
 586
 587 #ifdef LJ_COMB_LB
 588     sir_S0      = gmx_simd_mul_r(sig_S0, rinv_S0);
 589 #ifndef HALF_LJ
 590     sir_S2      = gmx_simd_mul_r(sig_S2, rinv_S2);
 591 #endif
 592     sir2_S0     = gmx_simd_mul_r(sir_S0, sir_S0);
 593 #ifndef HALF_LJ
 594     sir2_S2     = gmx_simd_mul_r(sir_S2, sir_S2);
 595 #endif
 596     sir6_S0     = gmx_simd_mul_r(sir2_S0, gmx_simd_mul_r(sir2_S0, sir2_S0));
 597 #ifdef EXCL_FORCES
 598     sir6_S0     = gmx_simd_blendzero_r(sir6_S0, interact_S0);
 599 #endif
 600 #ifndef HALF_LJ
 601     sir6_S2     = gmx_simd_mul_r(sir2_S2, gmx_simd_mul_r(sir2_S2, sir2_S2));
 602 #ifdef EXCL_FORCES
 603     sir6_S2     = gmx_simd_blendzero_r(sir6_S2, interact_S2);
 604 #endif
 605 #endif
 606 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
 607     sir6_S0     = gmx_simd_blendzero_r(sir6_S0, wco_vdw_S0);
 608 #ifndef HALF_LJ
 609     sir6_S2     = gmx_simd_blendzero_r(sir6_S2, wco_vdw_S2);
 610 #endif
 611 #endif
 612     FrLJ6_S0    = gmx_simd_mul_r(eps_S0, sir6_S0);
 613 #ifndef HALF_LJ
 614     FrLJ6_S2    = gmx_simd_mul_r(eps_S2, sir6_S2);
 615 #endif
 616     FrLJ12_S0   = gmx_simd_mul_r(FrLJ6_S0, sir6_S0);
 617 #ifndef HALF_LJ
 618     FrLJ12_S2   = gmx_simd_mul_r(FrLJ6_S2, sir6_S2);
 619 #endif
 620 #if defined CALC_ENERGIES
 621     /* We need C6 and C12 to calculate the LJ potential shift */
 622     sig2_S0     = gmx_simd_mul_r(sig_S0, sig_S0);
 623 #ifndef HALF_LJ
 624     sig2_S2     = gmx_simd_mul_r(sig_S2, sig_S2);
 625 #endif
 626     sig6_S0     = gmx_simd_mul_r(sig2_S0, gmx_simd_mul_r(sig2_S0, sig2_S0));
 627 #ifndef HALF_LJ
 628     sig6_S2     = gmx_simd_mul_r(sig2_S2, gmx_simd_mul_r(sig2_S2, sig2_S2));
 629 #endif
 630     gmx_simd_real_t c6_S0  = gmx_simd_mul_r(eps_S0, sig6_S0);
 631 #ifndef HALF_LJ
 632     gmx_simd_real_t c6_S2  = gmx_simd_mul_r(eps_S2, sig6_S2);
 633 #endif
 634     gmx_simd_real_t c12_S0 = gmx_simd_mul_r(c6_S0, sig6_S0);
 635 #ifndef HALF_LJ
 636     gmx_simd_real_t c12_S2 = gmx_simd_mul_r(c6_S2, sig6_S2);
 637 #endif
 638 #endif
 639 #endif /* LJ_COMB_LB */
 640
 641     /* Determine the total scalar LJ force*r */
 642     frLJ_S0     = gmx_simd_sub_r(FrLJ12_S0, FrLJ6_S0);
 643 #ifndef HALF_LJ
 644     frLJ_S2     = gmx_simd_sub_r(FrLJ12_S2, FrLJ6_S2);
 645 #endif
 646
 647 #if (defined LJ_CUT || defined LJ_FORCE_SWITCH) && defined CALC_ENERGIES
 648
 649 #ifdef LJ_CUT
 650     /* Calculate the LJ energies, with constant potential shift */
 651     gmx_simd_real_t VLJ6_S0  = gmx_simd_mul_r(sixth_S, gmx_simd_fmadd_r(c6_S0, p6_cpot_S, FrLJ6_S0));
 652 #ifndef HALF_LJ
 653     gmx_simd_real_t VLJ6_S2  = gmx_simd_mul_r(sixth_S, gmx_simd_fmadd_r(c6_S2, p6_cpot_S, FrLJ6_S2));
 654 #endif
 655     gmx_simd_real_t VLJ12_S0 = gmx_simd_mul_r(twelveth_S, gmx_simd_fmadd_r(c12_S0, p12_cpot_S, FrLJ12_S0));
 656 #ifndef HALF_LJ
 657     gmx_simd_real_t VLJ12_S2 = gmx_simd_mul_r(twelveth_S, gmx_simd_fmadd_r(c12_S2, p12_cpot_S, FrLJ12_S2));
 658 #endif
 659 #endif /* LJ_CUT */
 660
 661 #ifdef LJ_FORCE_SWITCH
 662 #define v_fswitch_pr(rsw, rsw2, c0, c3, c4) gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(c4, rsw, c3), gmx_simd_mul_r(rsw2, rsw), c0)
 663
 664     gmx_simd_real_t VLJ6_S0     = gmx_simd_mul_r(c6_S0, gmx_simd_fmadd_r(sixth_S, rinvsix_S0, v_fswitch_pr(rsw_S0, rsw2_S0, p6_6cpot_S, p6_vc3_S, p6_vc4_S)));
 665 #ifndef HALF_LJ
 666     gmx_simd_real_t VLJ6_S2     = gmx_simd_mul_r(c6_S2, gmx_simd_fmadd_r(sixth_S, rinvsix_S2, v_fswitch_pr(rsw_S2, rsw2_S2, p6_6cpot_S, p6_vc3_S, p6_vc4_S)));
 667 #endif
 668     gmx_simd_real_t VLJ12_S0    = gmx_simd_mul_r(c12_S0, gmx_simd_fmadd_r(twelveth_S, gmx_simd_mul_r(rinvsix_S0, rinvsix_S0), v_fswitch_pr(rsw_S0, rsw2_S0, p12_12cpot_S, p12_vc3_S, p12_vc4_S)));
 669 #ifndef HALF_LJ
 670     gmx_simd_real_t VLJ12_S2    = gmx_simd_mul_r(c12_S2, gmx_simd_fmadd_r(twelveth_S, gmx_simd_mul_r(rinvsix_S2, rinvsix_S2), v_fswitch_pr(rsw_S2, rsw2_S2, p12_12cpot_S, p12_vc3_S, p12_vc4_S)));
 671 #endif
 672 #undef v_fswitch_pr
 673 #endif /* LJ_FORCE_SWITCH */
 674
 675     /* Add up the repulsion and dispersion */
 676     gmx_simd_real_t VLJ_S0      = gmx_simd_sub_r(VLJ12_S0, VLJ6_S0);
 677 #ifndef HALF_LJ
 678     gmx_simd_real_t VLJ_S2      = gmx_simd_sub_r(VLJ12_S2, VLJ6_S2);
 679 #endif
 680
 681 #endif /* (LJ_CUT || LJ_FORCE_SWITCH) && CALC_ENERGIES */
 682
 683 #ifdef LJ_POT_SWITCH
 684     /* We always need the potential, since it is needed for the force */
 685     gmx_simd_real_t VLJ_S0 = gmx_simd_fnmadd_r(sixth_S, FrLJ6_S0, gmx_simd_mul_r(twelveth_S, FrLJ12_S0));
 686 #ifndef HALF_LJ
 687     gmx_simd_real_t VLJ_S2 = gmx_simd_fnmadd_r(sixth_S, FrLJ6_S2, gmx_simd_mul_r(twelveth_S, FrLJ12_S2));
 688 #endif
 689
 690     {
 691         gmx_simd_real_t sw_S0, dsw_S0;
 692 #ifndef HALF_LJ
 693         gmx_simd_real_t sw_S2, dsw_S2;
 694 #endif
 695
 696 #define switch_pr(rsw, rsw2, c3, c4, c5) gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(c5, rsw, c4), rsw, c3), gmx_simd_mul_r(rsw2, rsw), one_S)
 697 #define dswitch_pr(rsw, rsw2, c2, c3, c4) gmx_simd_mul_r(gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(c4, rsw, c3), rsw, c2), rsw2)
 698
 699         sw_S0  = switch_pr(rsw_S0, rsw2_S0, swV3_S, swV4_S, swV5_S);
 700         dsw_S0 = dswitch_pr(rsw_S0, rsw2_S0, swF2_S, swF3_S, swF4_S);
 701 #ifndef HALF_LJ
 702         sw_S2  = switch_pr(rsw_S2, rsw2_S2, swV3_S, swV4_S, swV5_S);
 703         dsw_S2 = dswitch_pr(rsw_S2, rsw2_S2, swF2_S, swF3_S, swF4_S);
 704 #endif
 705         frLJ_S0 = gmx_simd_fnmadd_r(gmx_simd_mul_r(dsw_S0, VLJ_S0), r_S0, gmx_simd_mul_r(sw_S0, frLJ_S0));
 706 #ifndef HALF_LJ
 707         frLJ_S2 = gmx_simd_fnmadd_r(gmx_simd_mul_r(dsw_S2, VLJ_S2), r_S2, gmx_simd_mul_r(sw_S2, frLJ_S2));
 708 #endif
 709 #ifdef CALC_ENERGIES
 710         VLJ_S0  = gmx_simd_mul_r(sw_S0, VLJ_S0);
 711 #ifndef HALF_LJ
 712         VLJ_S2  = gmx_simd_mul_r(sw_S2, VLJ_S2);
 713 #endif
 714 #endif
 715
 716 #undef switch_pr
 717 #undef dswitch_pr
 718     }
 719 #endif /* LJ_POT_SWITCH */
 720
 721 #if defined CALC_ENERGIES && defined CHECK_EXCLS
 722     /* The potential shift should be removed for excluded pairs */
 723     VLJ_S0      = gmx_simd_blendzero_r(VLJ_S0, interact_S0);
 724 #ifndef HALF_LJ
 725     VLJ_S2      = gmx_simd_blendzero_r(VLJ_S2, interact_S2);
 726 #endif
 727 #endif
 728
 729 #ifdef LJ_EWALD_GEOM
 730     {
 731         gmx_simd_real_t c6s_j_S;
 732         gmx_simd_real_t c6grid_S0, rinvsix_nm_S0, cr2_S0, expmcr2_S0, poly_S0;
 733 #ifndef HALF_LJ
 734         gmx_simd_real_t c6grid_S2, rinvsix_nm_S2, cr2_S2, expmcr2_S2, poly_S2;
 735 #endif
 736 #ifdef CALC_ENERGIES
 737         gmx_simd_real_t sh_mask_S0;
 738 #ifndef HALF_LJ
 739         gmx_simd_real_t sh_mask_S2;
 740 #endif
 741 #endif
 742
 743         /* Determine C6 for the grid using the geometric combination rule */
 744         gmx_loaddh_pr(&c6s_j_S,  ljc+aj2+0);
 745         c6grid_S0       = gmx_simd_mul_r(c6s_S0, c6s_j_S);
 746 #ifndef HALF_LJ
 747         c6grid_S2       = gmx_simd_mul_r(c6s_S2, c6s_j_S);
 748 #endif
 749
 750 #ifdef CHECK_EXCLS
 751         /* Recalculate rinvsix without exclusion mask (compiler might optimize) */
 752         rinvsix_nm_S0 = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, rinvsq_S0));
 753 #ifndef HALF_LJ
 754         rinvsix_nm_S2 = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, rinvsq_S2));
 755 #endif
 756 #else
 757         /* We didn't use a mask, so we can copy */
 758         rinvsix_nm_S0 = rinvsix_S0;
 759 #ifndef HALF_LJ
 760         rinvsix_nm_S2 = rinvsix_S2;
 761 #endif
 762 #endif
 763
 764         /* Mask for the cut-off to avoid overflow of cr2^2 */
 765         cr2_S0        = gmx_simd_mul_r(lje_c2_S, gmx_simd_blendzero_r(rsq_S0, wco_vdw_S0));
 766 #ifndef HALF_LJ
 767         cr2_S2        = gmx_simd_mul_r(lje_c2_S, gmx_simd_blendzero_r(rsq_S2, wco_vdw_S2));
 768 #endif
 769         expmcr2_S0    = gmx_simd_exp_r(gmx_simd_mul_r(mone_S, cr2_S0));
 770 #ifndef HALF_LJ
 771         expmcr2_S2    = gmx_simd_exp_r(gmx_simd_mul_r(mone_S, cr2_S2));
 772 #endif
 773
 774         /* 1 + cr2 + 1/2*cr2^2 */
 775         poly_S0       = gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(half_S, cr2_S0, one_S), cr2_S0, one_S);
 776 #ifndef HALF_LJ
 777         poly_S2       = gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_fmadd_r(half_S, cr2_S2, one_S), cr2_S2, one_S);
 778 #endif
 779
 780         /* We calculate LJ F*r = (6*C6)*(r^-6 - F_mesh/6), we use:
 781          * r^-6*cexp*(1 + cr2 + cr2^2/2 + cr2^3/6) = cexp*(r^-6*poly + c^6/6)
 782          */
 783         frLJ_S0       = gmx_simd_fmadd_r(c6grid_S0, gmx_simd_fnmadd_r(expmcr2_S0, gmx_simd_fmadd_r(rinvsix_nm_S0, poly_S0, lje_c6_6_S), rinvsix_nm_S0), frLJ_S0);
 784 #ifndef HALF_LJ
 785         frLJ_S2       = gmx_simd_fmadd_r(c6grid_S2, gmx_simd_fnmadd_r(expmcr2_S2, gmx_simd_fmadd_r(rinvsix_nm_S2, poly_S2, lje_c6_6_S), rinvsix_nm_S2), frLJ_S2);
 786 #endif
 787
 788 #ifdef CALC_ENERGIES
 789 #ifdef CHECK_EXCLS
 790         sh_mask_S0    = gmx_simd_blendzero_r(lje_vc_S, interact_S0);
 791 #ifndef HALF_LJ
 792         sh_mask_S2    = gmx_simd_blendzero_r(lje_vc_S, interact_S2);
 793 #endif
 794 #else
 795         sh_mask_S0    = lje_vc_S;
 796 #ifndef HALF_LJ
 797         sh_mask_S2    = lje_vc_S;
 798 #endif
 799 #endif
 800
 801         VLJ_S0        = gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_mul_r(sixth_S, c6grid_S0), gmx_simd_fmadd_r(rinvsix_nm_S0, gmx_simd_fnmadd_r(expmcr2_S0, poly_S0, one_S), sh_mask_S0), VLJ_S0);
 802 #ifndef HALF_LJ
 803         VLJ_S2        = gmx_simd_fmadd_r(gmx_simd_mul_r(sixth_S, c6grid_S2), gmx_simd_fmadd_r(rinvsix_nm_S2, gmx_simd_fnmadd_r(expmcr2_S2, poly_S2, one_S), sh_mask_S2), VLJ_S2);
 804 #endif
 805 #endif /* CALC_ENERGIES */
 806     }
 807 #endif /* LJ_EWALD_GEOM */
 808
 809 #if defined VDW_CUTOFF_CHECK
 810     /* frLJ is multiplied later by rinvsq, which is masked for the Coulomb
 811      * cut-off, but if the VdW cut-off is shorter, we need to mask with that.
 812      */
 813     frLJ_S0     = gmx_simd_blendzero_r(frLJ_S0, wco_vdw_S0);
 814 #ifndef HALF_LJ
 815     frLJ_S2     = gmx_simd_blendzero_r(frLJ_S2, wco_vdw_S2);
 816 #endif
 817 #endif
 818
 819 #ifdef CALC_ENERGIES
 820     /* The potential shift should be removed for pairs beyond cut-off */
 821     VLJ_S0      = gmx_simd_blendzero_r(VLJ_S0, wco_vdw_S0);
 822 #ifndef HALF_LJ
 823     VLJ_S2      = gmx_simd_blendzero_r(VLJ_S2, wco_vdw_S2);
 824 #endif
 825 #endif
 826
 827 #endif /* CALC_LJ */
 828
 829 #ifdef CALC_ENERGIES
 830 #ifdef ENERGY_GROUPS
 831     /* Extract the group pair index per j pair.
 832      * Energy groups are stored per i-cluster, so things get
 833      * complicated when the i- and j-cluster size don't match.
 834      */
 835     {
 836         int egps_j;
 837 #if UNROLLJ == 2
 838         egps_j    = nbat->energrp[cj>>1];
 839         egp_jj[0] = ((egps_j >> ((cj & 1)*egps_jshift)) & egps_jmask)*egps_jstride;
 840 #else
 841         /* We assume UNROLLI <= UNROLLJ */
 842         int jdi;
 843         for (jdi = 0; jdi < UNROLLJ/UNROLLI; jdi++)
 844         {
 845             int jj;
 846             egps_j = nbat->energrp[cj*(UNROLLJ/UNROLLI)+jdi];
 847             for (jj = 0; jj < (UNROLLI/2); jj++)
 848             {
 849                 egp_jj[jdi*(UNROLLI/2)+jj] = ((egps_j >> (jj*egps_jshift)) & egps_jmask)*egps_jstride;
 850             }
 851         }
 852 #endif
 853     }
 854 #endif
 855
 856 #ifdef CALC_COULOMB
 857 #ifndef ENERGY_GROUPS
 858     vctot_S      = gmx_simd_add_r(vctot_S, gmx_simd_add_r(vcoul_S0, vcoul_S2));
 859 #else
 860     add_ener_grp_halves(vcoul_S0, vctp[0], vctp[1], egp_jj);
 861     add_ener_grp_halves(vcoul_S2, vctp[2], vctp[3], egp_jj);
 862 #endif
 863 #endif
 864
 865 #ifdef CALC_LJ
 866 #ifndef ENERGY_GROUPS
 867     Vvdwtot_S    = gmx_simd_add_r(Vvdwtot_S,
 868 #ifndef HALF_LJ
 869                                   gmx_simd_add_r(VLJ_S0, VLJ_S2)
 870 #else
 871                                   VLJ_S0
 872 #endif
 873                                   );
 874 #else
 875     add_ener_grp_halves(VLJ_S0, vvdwtp[0], vvdwtp[1], egp_jj);
 876 #ifndef HALF_LJ
 877     add_ener_grp_halves(VLJ_S2, vvdwtp[2], vvdwtp[3], egp_jj);
 878 #endif
 879 #endif
 880 #endif /* CALC_LJ */
 881 #endif /* CALC_ENERGIES */
 882
 883 #ifdef CALC_LJ
 884 #ifdef CALC_COULOMB
 885     fscal_S0    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, gmx_simd_add_r(frcoul_S0, frLJ_S0));
 886 #else
 887     fscal_S0    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, frLJ_S0);
 888 #endif
 889 #else
 890     fscal_S0    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S0, frcoul_S0);
 891 #endif /* CALC_LJ */
 892 #if defined CALC_LJ && !defined HALF_LJ
 893 #ifdef CALC_COULOMB
 894     fscal_S2    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, gmx_simd_add_r(frcoul_S2, frLJ_S2));
 895 #else
 896     fscal_S2    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, frLJ_S2);
 897 #endif
 898 #else
 899     /* Atom 2 and 3 don't have LJ, so only add Coulomb forces */
 900     fscal_S2    = gmx_simd_mul_r(rinvsq_S2, frcoul_S2);
 901 #endif
 902
 903     /* Calculate temporary vectorial force */
 904     tx_S0       = gmx_simd_mul_r(fscal_S0, dx_S0);
 905     tx_S2       = gmx_simd_mul_r(fscal_S2, dx_S2);
 906     ty_S0       = gmx_simd_mul_r(fscal_S0, dy_S0);
 907     ty_S2       = gmx_simd_mul_r(fscal_S2, dy_S2);
 908     tz_S0       = gmx_simd_mul_r(fscal_S0, dz_S0);
 909     tz_S2       = gmx_simd_mul_r(fscal_S2, dz_S2);
 910
 911     /* Increment i atom force */
 912     fix_S0      = gmx_simd_add_r(fix_S0, tx_S0);
 913     fix_S2      = gmx_simd_add_r(fix_S2, tx_S2);
 914     fiy_S0      = gmx_simd_add_r(fiy_S0, ty_S0);
 915     fiy_S2      = gmx_simd_add_r(fiy_S2, ty_S2);
 916     fiz_S0      = gmx_simd_add_r(fiz_S0, tz_S0);
 917     fiz_S2      = gmx_simd_add_r(fiz_S2, tz_S2);
 918
 919     /* Decrement j atom force */
 920     gmx_load_hpr(&fjx_S, f+ajx);
 921     gmx_load_hpr(&fjy_S, f+ajy);
 922     gmx_load_hpr(&fjz_S, f+ajz);
 923     gmx_store_hpr(f+ajx, gmx_sub_hpr(fjx_S, gmx_sum4_hpr(tx_S0, tx_S2)));
 924     gmx_store_hpr(f+ajy, gmx_sub_hpr(fjy_S, gmx_sum4_hpr(ty_S0, ty_S2)));
 925     gmx_store_hpr(f+ajz, gmx_sub_hpr(fjz_S, gmx_sum4_hpr(tz_S0, tz_S2)));
 926 }
 927
 928 #undef  rinv_ex_S0
 929 #undef  rinv_ex_S2
 930
 931 #undef  wco_vdw_S0
 932 #undef  wco_vdw_S2
 933
 934 #undef  NBNXN_CUTOFF_USE_BLENDV
 935
 936 #undef  EXCL_FORCES