Introduce SimulatorBuilder
[gromacs.git] / src / gromacs / nbnxm / opencl / nbnxm_ocl_kernel.clh
blobc42b0c30e54a70fc09214432c56557e5abb75e16
1 /*
2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
3  *
4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2016,2017,2018,2019, 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  */
36 /*! \internal \file
37  *  \brief OpenCL non-bonded kernel.
38  *
39  *  OpenCL 1.2 support is expected.
40  *
41  *  \author Anca Hamuraru <anca@streamcomputing.eu>
42  *  \author Szilárd Páll <pall.szilard@gmail.com>
43  *  \ingroup module_nbnxm
44  */
46 /* Currently we enable CJ prefetch for AMD/NVIDIA and disable it for the "nowarp" kernel
47  * Note that this should precede the kernel_utils include.
48  */
49 #include "nbnxm_ocl_kernel_utils.clh"
51 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
53 #if defined EL_EWALD_ANA || defined EL_EWALD_TAB
54 /* Note: convenience macro, needs to be undef-ed at the end of the file. */
55 #define EL_EWALD_ANY
56 #endif
58 #if defined EL_EWALD_ANY || defined EL_RF || defined LJ_EWALD || (defined EL_CUTOFF && defined CALC_ENERGIES)
59 /* Macro to control the calculation of exclusion forces in the kernel
60  * We do that with Ewald (elec/vdw) and RF. Cut-off only has exclusion
61  * energy terms.
62  *
63  * Note: convenience macro, needs to be undef-ed at the end of the file.
64  */
65 #define EXCLUSION_FORCES
66 #endif
68 #if defined LJ_EWALD_COMB_GEOM || defined LJ_EWALD_COMB_LB
69 /* Note: convenience macro, needs to be undef-ed at the end of the file. */
70 #define LJ_EWALD
71 #endif
73 #if defined LJ_COMB_GEOM || defined LJ_COMB_LB
74 /* Note: convenience macro, needs to be undef-ed at the end of the file. */
75 #define LJ_COMB
76 #endif
79    Kernel launch parameters:
80     - #blocks   = #pair lists, blockId = pair list Id
81     - #threads  = CL_SIZE^2
82     - shmem     = CL_SIZE^2 * sizeof(float)
84     Each thread calculates an i force-component taking one pair of i-j atoms.
86    TODO: implement 128 threads/wavefront by porting over the NTHREAD_Z/j4 loop
87    "horizontal splitting" over threads.
88  */
90 /* NOTE:
91    NB_KERNEL_FUNC_NAME differs from the CUDA equivalent as it is not a variadic macro due to OpenCL not having a support for them, this version only takes exactly 2 arguments.
92    Thus if more strings need to be appended a new macro must be written or it must be directly appended here.
93  */
94 __attribute__((reqd_work_group_size(CL_SIZE, CL_SIZE, 1)))
95 #ifdef cl_intel_required_subgroup_size
96 __attribute__((intel_reqd_sub_group_size(SUBGROUP_SIZE)))
97 #endif
98 #ifdef PRUNE_NBL
99     #ifdef CALC_ENERGIES
100 __kernel void NB_KERNEL_FUNC_NAME(nbnxn_kernel, _VF_prune_opencl)
101     #else
102 __kernel void NB_KERNEL_FUNC_NAME(nbnxn_kernel, _F_prune_opencl)
103     #endif
104 #else
105     #ifdef CALC_ENERGIES
106 __kernel void NB_KERNEL_FUNC_NAME(nbnxn_kernel, _VF_opencl)
107     #else
108 __kernel void NB_KERNEL_FUNC_NAME(nbnxn_kernel, _F_opencl)
109     #endif
110 #endif
112 #ifndef LJ_COMB
113     int ntypes,                                             /* IN  */
114 #endif
115     cl_nbparam_params_t nbparam_params,                     /* IN  */
116     const __global float4 *restrict xq,                     /* IN  */
117     __global float *restrict f,                             /* OUT stores float3 values */
118     __global float *restrict gmx_unused e_lj,               /* OUT */
119     __global float *restrict gmx_unused e_el,               /* OUT */
120     __global float *restrict fshift,                        /* OUT stores float3 values */
121 #ifdef LJ_COMB
122     const __global float2 *restrict lj_comb,                /* IN stores float2 values */
123 #else
124     const __global int *restrict atom_types,                /* IN  */
125 #endif
126     const __global float *restrict shift_vec,               /* IN stores float3 values */
127     __constant const float* gmx_unused nbfp_climg2d,        /* IN  */
128     __constant const float* gmx_unused nbfp_comb_climg2d,   /* IN  */
129     __constant const float* gmx_unused coulomb_tab_climg2d, /* IN  */
130     const __global nbnxn_sci_t* pl_sci,                     /* IN  */
131 #ifndef PRUNE_NBL
132     const
133 #endif
134     __global nbnxn_cj4_t* pl_cj4,             /* OUT / IN */
135     const __global nbnxn_excl_t* excl,        /* IN  */
136     int bCalcFshift,                          /* IN  */
137     __local  float4   *xqib                   /* Pointer to dyn alloc'ed shmem */
140     /* convenience variables */
141     const cl_nbparam_params_t *const nbparam = &nbparam_params;
143     const float                      rcoulomb_sq = nbparam->rcoulomb_sq;
144 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
145     const float                      rvdw_sq     = nbparam_params.rvdw_sq;
146 #endif
147 #ifdef EL_RF
148     const float two_k_rf              = nbparam->two_k_rf;
149 #endif
150 #ifdef EL_EWALD_TAB
151     const float coulomb_tab_scale     = nbparam->coulomb_tab_scale;
152 #endif
153 #ifdef EL_EWALD_ANA
154     const float beta2                 = nbparam->ewald_beta*nbparam->ewald_beta;
155     const float beta3                 = nbparam->ewald_beta*nbparam->ewald_beta*nbparam->ewald_beta;
156 #endif
157 #ifdef PRUNE_NBL
158     const float rlist_sq              = nbparam->rlistOuter_sq;
159 #endif
161 #ifdef CALC_ENERGIES
162 #ifdef EL_EWALD_ANY
163     const float            beta        = nbparam->ewald_beta;
164     const float            ewald_shift = nbparam->sh_ewald;
165 #else
166     const float gmx_unused c_rf        = nbparam->c_rf;
167 #endif /* EL_EWALD_ANY */
168 #endif /* CALC_ENERGIES */
170     /* thread/block/warp id-s */
171     const unsigned int tidxi  = get_local_id(0);
172     const unsigned int tidxj  = get_local_id(1);
173     const unsigned int tidx   = get_local_id(1) * get_local_size(0) + get_local_id(0);
174     const unsigned int bidx   = get_group_id(0);
175     const unsigned int widx   = tidx / WARP_SIZE; /* warp index */
177     /*! i-cluster interaction mask for a super-cluster with all NCL_PER_SUPERCL=8 bits set */
178     const unsigned superClInteractionMask = ((1U << NCL_PER_SUPERCL) - 1U);
180 #define LOCAL_OFFSET (xqib + NCL_PER_SUPERCL * CL_SIZE)
181     CjType cjs = 0;
182 #if USE_CJ_PREFETCH
183     /* shmem buffer for cj, for both warps separately */
184     cjs = (__local int *)(LOCAL_OFFSET);
185     #undef LOCAL_OFFSET
186     #define LOCAL_OFFSET (cjs + 2 * c_nbnxnGpuJgroupSize)
187 #endif //USE_CJ_PREFETCH
189 #ifdef IATYPE_SHMEM
190 #ifndef LJ_COMB
191     /* shmem buffer for i atom-type pre-loading */
192     __local int *atib      = (__local int *)(LOCAL_OFFSET); //NOLINT(google-readability-casting)
193     #undef LOCAL_OFFSET
194     #define LOCAL_OFFSET (atib + NCL_PER_SUPERCL * CL_SIZE)
195 #else
196     __local float2 *ljcpib = (__local float2 *)(LOCAL_OFFSET);
197     #undef LOCAL_OFFSET
198     #define LOCAL_OFFSET (ljcpib + NCL_PER_SUPERCL * CL_SIZE)
199 #endif
200 #endif
202 #if !REDUCE_SHUFFLE
203     /* shmem j force buffer */
204     __local float *f_buf   = (__local float *)(LOCAL_OFFSET);
205     #undef LOCAL_OFFSET
206     #define LOCAL_OFFSET (f_buf + CL_SIZE * CL_SIZE * 3)
207 #else
208     __local float *f_buf  = 0;
209 #endif
210 #if !USE_SUBGROUP_ANY
211     /* Local buffer used to implement __any warp vote function from CUDA.
212        volatile is used to avoid compiler optimizations for AMD builds. */
213     volatile __local uint            *warp_any = (__local uint*)(LOCAL_OFFSET);
214 #else
215     __local uint          gmx_unused *warp_any = 0;
216 #endif
217 #undef LOCAL_OFFSET
219     const nbnxn_sci_t nb_sci      = pl_sci[bidx];         /* my i super-cluster's index = current bidx */
220     const int         sci         = nb_sci.sci;           /* super-cluster */
221     const int         cij4_start  = nb_sci.cj4_ind_start; /* first ...*/
222     const int         cij4_end    = nb_sci.cj4_ind_end;   /* and last index of j clusters */
224     for (int i = 0; i < NCL_PER_SUPERCL; i += CL_SIZE)
225     {
226         /* Pre-load i-atom x and q into shared memory */
227         const int ci = sci * NCL_PER_SUPERCL + tidxj+i;
228         const int ai = ci * CL_SIZE + tidxi;
230         float4    xqbuf = xq[ai] + (float4)(shift_vec[3 * nb_sci.shift], shift_vec[3 * nb_sci.shift + 1], shift_vec[3 * nb_sci.shift + 2], 0.0f);
231         xqbuf.w *= nbparam->epsfac;
232         xqib[(tidxj + i) * CL_SIZE + tidxi] = xqbuf;
233 #ifdef IATYPE_SHMEM
234 #ifndef LJ_COMB
235         /* Pre-load the i-atom types into shared memory */
236         atib[(tidxj + i) * CL_SIZE + tidxi]   = atom_types[ai];
237 #else
238         ljcpib[(tidxj + i) * CL_SIZE + tidxi] = lj_comb[ai];
239 #endif
240 #endif
241     }
242 #if !USE_SUBGROUP_ANY
243     /* Initialise warp vote. (8x8 block) 2 warps for nvidia */
244     if (tidx == 0 || tidx == WARP_SIZE)
245     {
246         warp_any[widx] = 0;
247     }
248 #endif
249     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
251     float3 fci_buf[NCL_PER_SUPERCL]; /* i force buffer */
252     for (int ci_offset = 0; ci_offset < NCL_PER_SUPERCL; ci_offset++)
253     {
254         fci_buf[ci_offset] = (float3)(0.0f);
255     }
257 #ifdef LJ_EWALD
258     /* TODO: we are trading registers with flops by keeping lje_coeff-s, try re-calculating it later */
259     const float lje_coeff2   = nbparam->ewaldcoeff_lj*nbparam->ewaldcoeff_lj;
260     const float lje_coeff6_6 = lje_coeff2*lje_coeff2*lje_coeff2*ONE_SIXTH_F;
261 #endif /* LJ_EWALD */
264 #ifdef CALC_ENERGIES
265     float E_lj = 0.0f;
266     float E_el = 0.0f;
268 #if defined EXCLUSION_FORCES /* Ewald or RF */
269     if (nb_sci.shift == CENTRAL && pl_cj4[cij4_start].cj[0] == sci*NCL_PER_SUPERCL)
270     {
271         /* we have the diagonal: add the charge and LJ self interaction energy term */
272         for (int i = 0; i < NCL_PER_SUPERCL; i++)
273         {
274 #if defined EL_EWALD_ANY || defined EL_RF || defined EL_CUTOFF
275             const float qi = xqib[i * CL_SIZE + tidxi].w;
276             E_el += qi*qi;
277 #endif
278 #if defined LJ_EWALD
279             E_lj += nbfp_climg2d[atom_types[(sci*NCL_PER_SUPERCL + i)*CL_SIZE + tidxi]*(ntypes + 1)*2];
280 #endif      /* LJ_EWALD */
281         }
283         /* divide the self term(s) equally over the j-threads, then multiply with the coefficients. */
284 #ifdef LJ_EWALD
285         E_lj /= CL_SIZE;
286         E_lj *= 0.5f*ONE_SIXTH_F*lje_coeff6_6;
287 #endif  /* LJ_EWALD */
289 #if defined EL_EWALD_ANY || defined EL_RF || defined EL_CUTOFF
290         /* Correct for epsfac^2 due to adding qi^2 */
291         E_el /= nbparam->epsfac*CL_SIZE;
292 #if defined EL_RF || defined EL_CUTOFF
293         E_el *= -0.5f*c_rf;
294 #else
295         E_el *= -beta*M_FLOAT_1_SQRTPI; /* last factor 1/sqrt(pi) */
296 #endif
297 #endif                                  /* EL_EWALD_ANY || defined EL_RF || defined EL_CUTOFF */
298     }
299 #endif                                  /* EXCLUSION_FORCES */
301 #endif                                  /* CALC_ENERGIES */
303 #ifdef EXCLUSION_FORCES
304     const int nonSelfInteraction  = !(nb_sci.shift == CENTRAL & tidxj <= tidxi);
305 #endif
307     /* loop over the j clusters = seen by any of the atoms in the current super-cluster */
308     for (int j4 = cij4_start; j4 < cij4_end; j4++)
309     {
310         const int          wexcl_idx   = pl_cj4[j4].imei[widx].excl_ind;
311         unsigned int       imask       = pl_cj4[j4].imei[widx].imask;
312         const unsigned int wexcl       = excl[wexcl_idx].pair[(tidx) & (WARP_SIZE - 1)];
314         preloadCj4(&cjs, pl_cj4[j4].cj, tidxi, tidxj, imask != 0u);
316 #ifndef PRUNE_NBL
317         if (imask)
318 #endif
319         {
320             /* Unrolling this loop improves performance without pruning but
321              * with pruning it leads to slowdown.
322              *
323              * Tested with driver 1800.5
324              *
325              * TODO: check loop unrolling with NVIDIA OpenCL
326              */
327 #if !defined PRUNE_NBL && !defined _NVIDIA_SOURCE_
328 #pragma unroll 4
329 #endif
330             for (int jm = 0; jm < c_nbnxnGpuJgroupSize; jm++)
331             {
332                 if (imask & (superClInteractionMask << (jm * NCL_PER_SUPERCL)))
333                 {
334                     unsigned int mask_ji = (1U << (jm * NCL_PER_SUPERCL));
336                     const int    cj = loadCj(cjs, pl_cj4[j4].cj, jm, tidxi, tidxj);
337                     const int    aj = cj * CL_SIZE + tidxj;
339                     /* load j atom data */
340                     const float4 xjqbuf = xq[aj];
341                     const float3 xj     = (float3)(xjqbuf.xyz);
342                     const float  qj_f   = xjqbuf.w;
343 #ifndef LJ_COMB
344                     const int    typej   = atom_types[aj];
345 #else
346                     const float2 ljcp_j  = lj_comb[aj];
347 #endif
349                     float3 fcj_buf = (float3)(0.0f);
351 #if !defined PRUNE_NBL
352 #pragma unroll 8
353 #endif
354                     for (int i = 0; i < NCL_PER_SUPERCL; i++)
355                     {
356                         if (imask & mask_ji)
357                         {
358                             const int gmx_unused ci = sci * NCL_PER_SUPERCL + i; /* i cluster index */
360                             /* all threads load an atom from i cluster ci into shmem! */
361                             const float4 xiqbuf   = xqib[i * CL_SIZE + tidxi];
362                             const float3 xi       = (float3)(xiqbuf.xyz);
364                             /* distance between i and j atoms */
365                             const float3 rv      = xi - xj;
366                             float        r2      = norm2(rv);
368 #ifdef PRUNE_NBL
369                             if (!gmx_sub_group_any(warp_any, widx, r2 < rlist_sq))
370                             {
371                                 imask &= ~mask_ji;
372                             }
373 #endif
375                             const float int_bit = (wexcl & mask_ji) ? 1.0f : 0.0f;
377                             /* cutoff & exclusion check */
378 #ifdef EXCLUSION_FORCES
379                             if ((r2 < rcoulomb_sq) * (nonSelfInteraction | (ci != cj)))
380 #else
381                             if ((r2 < rcoulomb_sq) * int_bit)
382 #endif
383                             {
384                                 /* load the rest of the i-atom parameters */
385                                 const float qi = xiqbuf.w;
386 #ifdef IATYPE_SHMEM
387 #ifndef LJ_COMB
388                                 const int    typei   = atib[i * CL_SIZE + tidxi];
389 #else
390                                 const float2 ljcp_i  = ljcpib[i * CL_SIZE + tidxi];
391 #endif
392 #else                                                                /* IATYPE_SHMEM */
393                                 const int ai = ci * CL_SIZE + tidxi; /* i atom index */
395 #ifndef LJ_COMB
396                                 const int    typei   = atom_types[ai];
397 #else
398                                 const float2 ljcp_i = lj_comb[ai];
399 #endif
400 #endif                          /* IATYPE_SHMEM */
401                                 /* LJ 6*C6 and 12*C12 */
402 #ifndef LJ_COMB
403                                 const float c6  = nbfp_climg2d[2 * (ntypes * typei + typej)];
404                                 const float c12 = nbfp_climg2d[2 * (ntypes * typei + typej)+1];
405 #else                           /* LJ_COMB */
406 #ifdef LJ_COMB_GEOM
407                                 const float c6  = ljcp_i.x * ljcp_j.x;
408                                 const float c12 = ljcp_i.y * ljcp_j.y;
409 #else
410                                 /* LJ 2^(1/6)*sigma and 12*epsilon */
411                                 const float sigma   = ljcp_i.x + ljcp_j.x;
412                                 const float epsilon = ljcp_i.y * ljcp_j.y;
413 #if defined CALC_ENERGIES || defined LJ_FORCE_SWITCH || defined LJ_POT_SWITCH
414                                 float       c6, c12;
415                                 convert_sigma_epsilon_to_c6_c12(sigma, epsilon, &c6, &c12);
416 #endif
417 #endif                          /* LJ_COMB_GEOM */
418 #endif                          /* LJ_COMB */
420                                 // Ensure distance do not become so small that r^-12 overflows
421                                 r2      = max(r2, NBNXN_MIN_RSQ);
423                                 const float inv_r   = rsqrt(r2);
424                                 const float inv_r2  = inv_r * inv_r;
425 #if !defined LJ_COMB_LB || defined CALC_ENERGIES
426                                 float       inv_r6  = inv_r2 * inv_r2 * inv_r2;
427 #if defined EXCLUSION_FORCES
428                                 /* We could mask inv_r2, but with Ewald
429                                  * masking both inv_r6 and F_invr is faster */
430                                 inv_r6  *= int_bit;
431 #endif                          /* EXCLUSION_FORCES */
433                                 float F_invr  = inv_r6 * (c12 * inv_r6 - c6) * inv_r2;
434 #if defined CALC_ENERGIES || defined LJ_POT_SWITCH
435                                 float E_lj_p  = int_bit * (c12 * (inv_r6 * inv_r6 + nbparam->repulsion_shift.cpot)*ONE_TWELVETH_F -
436                                                            c6 * (inv_r6 + nbparam->dispersion_shift.cpot)*ONE_SIXTH_F);
438 #endif
439 #else                           /* ! LJ_COMB_LB || CALC_ENERGIES */
440                                 const float sig_r  = sigma*inv_r;
441                                 const float sig_r2 = sig_r*sig_r;
442                                 float       sig_r6 = sig_r2*sig_r2*sig_r2;
443 #if defined EXCLUSION_FORCES
444                                 sig_r6 *= int_bit;
445 #endif                          /* EXCLUSION_FORCES */
447                                 float F_invr  = epsilon * sig_r6 * (sig_r6 - 1.0f) * inv_r2;
448 #endif                          /* ! LJ_COMB_LB || CALC_ENERGIES */
451 #ifdef LJ_FORCE_SWITCH
452 #ifdef CALC_ENERGIES
453                                 calculate_force_switch_F_E(nbparam, c6, c12, inv_r, r2, &F_invr, &E_lj_p);
454 #else
455                                 calculate_force_switch_F(nbparam, c6, c12, inv_r, r2, &F_invr);
456 #endif /* CALC_ENERGIES */
457 #endif /* LJ_FORCE_SWITCH */
460 #ifdef LJ_EWALD
461 #ifdef LJ_EWALD_COMB_GEOM
462 #ifdef CALC_ENERGIES
463                                 calculate_lj_ewald_comb_geom_F_E(nbfp_comb_climg2d, nbparam, typei, typej, r2, inv_r2, lje_coeff2, lje_coeff6_6, int_bit, &F_invr, &E_lj_p);
464 #else
465                                 calculate_lj_ewald_comb_geom_F(nbfp_comb_climg2d, typei, typej, r2, inv_r2, lje_coeff2, lje_coeff6_6, &F_invr);
466 #endif                          /* CALC_ENERGIES */
467 #elif defined LJ_EWALD_COMB_LB
468                                 calculate_lj_ewald_comb_LB_F_E(nbfp_comb_climg2d, nbparam, typei, typej, r2, inv_r2, lje_coeff2, lje_coeff6_6,
469 #ifdef CALC_ENERGIES
470                                                                int_bit, true, &F_invr, &E_lj_p
471 #else
472                                                                0, false, &F_invr, 0
473 #endif /* CALC_ENERGIES */
474                                                                );
475 #endif /* LJ_EWALD_COMB_GEOM */
476 #endif /* LJ_EWALD */
478 #ifdef LJ_POT_SWITCH
479 #ifdef CALC_ENERGIES
480                                 calculate_potential_switch_F_E(nbparam, inv_r, r2, &F_invr, &E_lj_p);
481 #else
482                                 calculate_potential_switch_F(nbparam, inv_r, r2, &F_invr, &E_lj_p);
483 #endif /* CALC_ENERGIES */
484 #endif /* LJ_POT_SWITCH */
486 #ifdef VDW_CUTOFF_CHECK
487                                 /* Separate VDW cut-off check to enable twin-range cut-offs
488                                  * (rvdw < rcoulomb <= rlist)
489                                  */
490                                 const float vdw_in_range  = (r2 < rvdw_sq) ? 1.0f : 0.0f;
491                                 F_invr       *= vdw_in_range;
492 #ifdef CALC_ENERGIES
493                                 E_lj_p       *= vdw_in_range;
494 #endif
495 #endif                          /* VDW_CUTOFF_CHECK */
497 #ifdef CALC_ENERGIES
498                                 E_lj    += E_lj_p;
500 #endif
503 #ifdef EL_CUTOFF
504 #ifdef EXCLUSION_FORCES
505                                 F_invr  += qi * qj_f * int_bit * inv_r2 * inv_r;
506 #else
507                                 F_invr  += qi * qj_f * inv_r2 * inv_r;
508 #endif
509 #endif
510 #ifdef EL_RF
511                                 F_invr  += qi * qj_f * (int_bit*inv_r2 * inv_r - two_k_rf);
512 #endif
513 #if defined EL_EWALD_ANA
514                                 F_invr  += qi * qj_f * (int_bit*inv_r2*inv_r + pmecorrF(beta2*r2)*beta3);
515 #elif defined EL_EWALD_TAB
516                                 F_invr  += qi * qj_f * (int_bit*inv_r2 -
517                                                         interpolate_coulomb_force_r(coulomb_tab_climg2d, r2 * inv_r, coulomb_tab_scale)
518                                                         ) * inv_r;
519 #endif                          /* EL_EWALD_ANA/TAB */
521 #ifdef CALC_ENERGIES
522 #ifdef EL_CUTOFF
523                                 E_el    += qi * qj_f * (int_bit*inv_r - c_rf);
524 #endif
525 #ifdef EL_RF
526                                 E_el    += qi * qj_f * (int_bit*inv_r + 0.5f * two_k_rf * r2 - c_rf);
527 #endif
528 #ifdef EL_EWALD_ANY
529                                 /* 1.0f - erff is faster than erfcf */
530                                 E_el    += qi * qj_f * (inv_r * (int_bit - erf(r2 * inv_r * beta)) - int_bit * ewald_shift);
531 #endif                          /* EL_EWALD_ANY */
532 #endif
533                                 const float3 f_ij = rv * F_invr;
535                                 /* accumulate j forces in registers */
536                                 fcj_buf -= f_ij;
538                                 /* accumulate i forces in registers */
539                                 fci_buf[i] += f_ij;
540                             }
541                         }
543                         /* shift the mask bit by 1 */
544                         mask_ji += mask_ji;
545                     }
547                     /* reduce j forces */
548                     reduce_force_j(f_buf, fcj_buf, f, tidxi, tidxj, aj);
549                 }
550             }
551 #ifdef PRUNE_NBL
552             /* Update the imask with the new one which does not contain the
553                out of range clusters anymore. */
555             pl_cj4[j4].imei[widx].imask = imask;
556 #endif
557         }
558     }
560     /* skip central shifts when summing shift forces */
561     if (nb_sci.shift == CENTRAL)
562     {
563         bCalcFshift = 0;
564     }
565     /* reduce i forces */
566     reduce_force_i_and_shift(f_buf, fci_buf, f, bCalcFshift != 0, tidxi, tidxj, sci,
567                              nb_sci.shift, fshift);
569 #ifdef CALC_ENERGIES
570     reduce_energy(f_buf, E_lj, E_el, e_lj, e_el, tidx);
571 #endif
574 #undef EL_EWALD_ANY
575 #undef EXCLUSION_FORCES
576 #undef LJ_EWALD
578 #undef LJ_COMB
580 #undef USE_CJ_PREFETCH