src/gromacs/simd/tests/simd_integer.cpp

   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
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  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 "simd.h"
  38
  39 /* Some notes on the setup of these tests:
  40  *
  41  * It might seem strange to mix different instructions for "setting" SIMD
  42  * registers, but the difference is that the routines like setSimdIntFrom1I()
  43  * only use the load/store operations that we already test separately in
  44  * bootstrap_loadstore.cpp. Since these are "known good" if the bootstrap
  45  * tests pass, we use them to test the normal SIMD implementation instructions
  46  * that all have gmx_simd_ prefixes.
  47  */
  48
  49 namespace gmx
  50 {
  51 namespace test
  52 {
  53 namespace
  54 {
  55
  56 /*! \cond internal */
  57 /*! \addtogroup module_simd */
  58 /*! \{ */
  59
  60 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_INT32
  61
  62 /*! \brief Test fixture for integer tests (identical to the generic \ref SimdTest) */
  63 typedef SimdTest SimdIntegerTest;
  64
  65 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSetZeroI)
  66 {
  67     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0), gmx_simd_setzero_i());
  68 }
  69
  70 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSet1I)
  71 {
  72     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(1), gmx_simd_set1_i(1));
  73 }
  74
  75 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS
  76 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAddI)
  77 {
  78     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_5_7_9,   gmx_simd_add_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6)    );    // short add
  79     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_5M_7M_9M, gmx_simd_add_i(iSimd_1M_2M_3M, iSimd_4M_5M_6M)); // 32 bit add
  80 }
  81
  82 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSubI)
  83 {
  84     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_1_2_3,   gmx_simd_sub_i(iSimd_5_7_9, iSimd_4_5_6)    );    // short sub
  85     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(iSimd_1M_2M_3M, gmx_simd_sub_i(iSimd_5M_7M_9M, iSimd_4M_5M_6M)); // 32 bit sub
  86 }
  87
  88 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdMulI)
  89 {
  90     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(4, 10, 18), gmx_simd_mul_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6));                       // 2*3=6 (short mul)
  91     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(268435456), gmx_simd_mul_i(gmx_simd_set1_i(16384), gmx_simd_set1_i(16384))); // 16384*16384 = 268435456 (long mul)
  92 }
  93 #endif
  94
  95 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_LOGICAL
  96 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSlliI)
  97 {
  98     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4194304), gmx_simd_slli_i(gmx_simd_set1_i(2), 21)); // 2 << 21 = 4194304
  99 }
 100
 101 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdSrliI)
 102 {
 103     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4), gmx_simd_srli_i(gmx_simd_set1_i(4194304), 20)); // 4194304 >> 20 = 4
 104 }
 105
 106 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAndI)
 107 {
 108     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0xC0C0C0C0), gmx_simd_and_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 109 }
 110
 111 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAndnotI)
 112 {
 113     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0x0C0C0C0C), gmx_simd_andnot_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 114 }
 115
 116 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdOrI)
 117 {
 118     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0xFCFCFCFC), gmx_simd_or_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 119 }
 120
 121 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdXorI)
 122 {
 123     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(0x3C3C3C3C), gmx_simd_xor_i(iSimd_0xF0F0F0F0, iSimd_0xCCCCCCCC));
 124 }
 125 #endif
 126
 127 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_INT32_EXTRACT
 128 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdExtractI)
 129 {
 130     int              idata[GMX_SIMD_INT32_WIDTH*2];
 131     int *            p = gmx_simd_align_i(idata);
 132     gmx_simd_int32_t simd;
 133     int              i, extracted_int;
 134
 135     for (i = 0; i < GMX_SIMD_INT32_WIDTH; i++)
 136     {
 137         p[i] = i+1;
 138     }
 139     simd = gmx_simd_load_i(p);
 140
 141     /* We cannot do a loop here, since
 142      * - C++ gets confused about signed/unsigned if SSE macros are used in EXPECT_EQ()
 143      * - Extract macros can only take immediates (not variables) on some archs,
 144      *   and some compilers are not smart enough to expand the for loop.
 145      *
 146      * To solve this we use a few values manually instead of a for-loop.
 147      */
 148     extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 0);
 149     EXPECT_EQ(1, extracted_int);
 150     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 2)
 151     {
 152         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 1);
 153         EXPECT_EQ(2, extracted_int);
 154     }
 155     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 4)
 156     {
 157         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 3);
 158         EXPECT_EQ(4, extracted_int);
 159     }
 160     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 6)
 161     {
 162         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 5);
 163         EXPECT_EQ(6, extracted_int);
 164     }
 165     if (GMX_SIMD_INT32_WIDTH >= 8)
 166     {
 167         extracted_int = gmx_simd_extract_i(simd, 7);
 168         EXPECT_EQ(8, extracted_int);
 169     }
 170 }
 171 #endif
 172
 173 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_REAL
 174 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtR2I)
 175 {
 176     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(4), gmx_simd_cvt_r2i(rSimd_3p75));
 177     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(-4), gmx_simd_cvt_r2i(rSimd_m3p75));
 178 }
 179
 180 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvttR2I)
 181 {
 182     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(3), gmx_simd_cvtt_r2i(rSimd_3p75));
 183     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom1I(-3), gmx_simd_cvtt_r2i(rSimd_m3p75));
 184 }
 185
 186 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtI2R)
 187 {
 188     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(2.0), gmx_simd_cvt_i2r(gmx_simd_set1_i(2)));
 189     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom1R(-2.0), gmx_simd_cvt_i2r(gmx_simd_set1_i(-2)));
 190 }
 191 #endif
 192
 193 #ifdef GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS
 194 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolCmpEqAndBlendZeroI)
 195 {
 196     gmx_simd_ibool_t eq   = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 197     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(0, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, eq));
 198 }
 199
 200 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBlendNotZeroI)
 201 {
 202     gmx_simd_ibool_t eq   = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 203     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 2, 0), gmx_simd_blendnotzero_i(iSimd_1_2_3, eq));
 204 }
 205
 206 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolCmpLTI)
 207 {
 208     gmx_simd_ibool_t lt   = gmx_simd_cmplt_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 209     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 2, 0), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, lt));
 210 }
 211
 212 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolAndIB)
 213 {
 214     gmx_simd_ibool_t eq1  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 215     gmx_simd_ibool_t eq2  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_5_7_9);
 216     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(0, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, gmx_simd_and_ib(eq1, eq2)));
 217 }
 218
 219 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBoolOrIB)
 220 {
 221     gmx_simd_ibool_t eq1  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 222     gmx_simd_ibool_t eq2  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));
 223     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 0, 3), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, gmx_simd_or_ib(eq1, eq2)));
 224 }
 225
 226 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdAnytrueIB)
 227 {
 228     gmx_simd_ibool_t eq;
 229
 230     /* See comment in floatingpoint.cpp. We should only check the first element here,
 231      * since the SIMD width could be 1 as a special case.
 232      */
 233     eq = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));
 234     EXPECT_NE(0, gmx_simd_anytrue_ib(eq));
 235
 236     eq = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6);
 237     EXPECT_EQ(0, gmx_simd_anytrue_ib(eq));
 238 }
 239
 240 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdBlendvI)
 241 {
 242     gmx_simd_ibool_t lt   = gmx_simd_cmplt_i(iSimd_5_7_9, iSimd_7_8_9);
 243     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(4, 5, 3), gmx_simd_blendv_i(iSimd_1_2_3, iSimd_4_5_6, lt));
 244 }
 245 #endif
 246
 247 #if (defined GMX_SIMD_HAVE_REAL) && (defined GMX_SIMD_HAVE_FINT32_ARITHMETICS)
 248 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtB2IB)
 249 {
 250     gmx_simd_bool_t  eq   = gmx_simd_cmpeq_r(rSimd_5_7_9, setSimdRealFrom3R(5, 0, 0));  // eq should be T,F,F
 251     gmx_simd_ibool_t eqi  = gmx_simd_cvt_b2ib(eq);
 252     GMX_EXPECT_SIMD_INT_EQ(setSimdIntFrom3I(1, 0, 0), gmx_simd_blendzero_i(iSimd_1_2_3, eqi));
 253
 254 }
 255
 256 TEST_F(SimdIntegerTest, gmxSimdCvtIB2B)
 257 {
 258     gmx_simd_ibool_t eqi  = gmx_simd_cmpeq_i(iSimd_5_7_9, setSimdIntFrom3I(5, 0, 0));  // eq should be T,F,F
 259     gmx_simd_bool_t  eq   = gmx_simd_cvt_ib2b(eqi);
 260     GMX_EXPECT_SIMD_REAL_EQ(setSimdRealFrom3R(1.0, 0, 0), gmx_simd_blendzero_r(rSimd_1_2_3, eq));
 261 }
 262 #endif
 263
 264 #endif      // GMX_SIMD_HAVE_INT32
 265
 266 /*! \} */
 267 /*! \endcond */
 268
 269 }      // namespace
 270 }      // namespace
 271 }      // namespace