src/gromacs/simd/impl_x86_sse4_1/impl_x86_sse4_1.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 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 #ifndef GMX_SIMD_IMPL_X86_SSE4_1_H
  37 #define GMX_SIMD_IMPL_X86_SSE4_1_H
  38
  39 #include <math.h>
  40 #include <smmintrin.h>
  41
  42 #include "config.h"
  43
  44 /* x86 SSE4.1 SIMD instruction wrappers
  45  *
  46  * Please see documentation in gromacs/simd/simd.h for the available
  47  * defines.
  48  */
  49
  50 /* Inherit most of SSE4.1 from SSE2 */
  51 #include "gromacs/simd/impl_x86_sse2/impl_x86_sse2.h"
  52 /* Increment over SSE2 capabilities */
  53 #define GMX_SIMD_X86_SSE4_1_OR_HIGHER
  54
  55
  56 /* Override capability definitions from SSE2 */
  57 #define  GMX_SIMD4_HAVE_FLOAT_DOTPRODUCT3
  58
  59 /* Almost all SSE4.1 instructions already exist in SSE2, but a few of them
  60  * can be implemented more efficiently in SSE4.1.
  61  */
  62 #undef  gmx_simd_round_f
  63 #define gmx_simd_round_f(x)       _mm_round_ps(x, _MM_FROUND_NINT)
  64 #undef  gmx_simd_trunc_f
  65 #define gmx_simd_trunc_f(x)       _mm_round_ps(x, _MM_FROUND_TRUNC)
  66 #undef  gmx_simd_round_d
  67 #define gmx_simd_round_d(x)       _mm_round_pd(x, _MM_FROUND_NINT)
  68 #undef  gmx_simd_trunc_d
  69 #define gmx_simd_trunc_d(x)       _mm_round_pd(x, _MM_FROUND_TRUNC)
  70
  71 #undef  gmx_simd_extract_fi
  72 #define gmx_simd_extract_fi       _mm_extract_epi32
  73 #undef  gmx_simd_mul_fi
  74 #define gmx_simd_mul_fi           _mm_mullo_epi32
  75
  76 #undef  gmx_simd_extract_di
  77 #define gmx_simd_extract_di       _mm_extract_epi32
  78 #undef  gmx_simd_mul_di
  79 #define gmx_simd_mul_di           _mm_mullo_epi32
  80
  81 #undef  gmx_simd_blendv_f
  82 #define gmx_simd_blendv_f         _mm_blendv_ps
  83 #undef  gmx_simd_blendv_d
  84 #define gmx_simd_blendv_d         _mm_blendv_pd
  85
  86 #undef  gmx_simd_reduce_f
  87 #define gmx_simd_reduce_f(a)      gmx_simd_reduce_f_sse4_1(a)
  88 #undef  gmx_simd_reduce_d
  89 #define gmx_simd_reduce_d(a)      gmx_simd_reduce_d_sse4_1(a)
  90
  91 #undef  gmx_simd_blendv_fi
  92 #define gmx_simd_blendv_fi        _mm_blendv_epi8
  93 #undef  gmx_simd_blendv_di
  94 #define gmx_simd_blendv_di        _mm_blendv_epi8
  95
  96 #undef  gmx_simd4_dotproduct3_f
  97 #define gmx_simd4_dotproduct3_f   gmx_simd4_dotproduct3_f_sse4_1
  98
  99 /* SIMD reduction function */
 100 static gmx_inline float gmx_simdcall
 101 gmx_simd_reduce_f_sse4_1(__m128 a)
 102 {
 103     float  f;
 104
 105     a = _mm_hadd_ps(a, a);
 106     a = _mm_hadd_ps(a, a);
 107     _mm_store_ss(&f, a);
 108     return f;
 109 }
 110
 111 /* SIMD4 Dotproduct helper function */
 112 static gmx_inline float gmx_simdcall
 113 gmx_simd4_dotproduct3_f_sse4_1(__m128 a, __m128 b)
 114 {
 115     float f;
 116     _MM_EXTRACT_FLOAT(f, _mm_dp_ps(a, b, 0x71), 0);
 117     return f;
 118 }
 119
 120 static gmx_inline double gmx_simdcall
 121 gmx_simd_reduce_d_sse4_1(__m128d a)
 122 {
 123     double  f;
 124
 125     a = _mm_hadd_pd(a, a);
 126     _mm_store_sd(&f, a);
 127     return f;
 128 }
 129
 130 #endif /* GMX_SIMD_IMPL_X86_SSE4_1_H */