src/gromacs/nbnxm/opencl/nbnxm_ocl_kernels.clh

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012,2013,2014,2016,2018,2019, 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  */
  35
  36 /*! \internal \file
  37  *  This header has the sole purpose of generating kernels for the combinations of
  38  *  supported electrostatics types (cut-off, reaction-field, analytical and
  39  *  tabulated Ewald) and VDW types (cut-off + V shift, LJ-Ewald with
  40  *  geometric or Lorentz-Berthelot combination rule, F switch, V switch).
  41  *
  42  *  The Ewald kernels have twin-range cut-off versions with rcoul != rvdw which
  43  *  require an extra distance check to enable  PP-PME load balancing
  44  *  (otherwise, by default rcoul == rvdw).
  45  *
  46  *  NOTE: No include fence as it is meant to be included multiple times.
  47  */
  48
  49 #include "nbnxm_ocl_kernel_utils.clh"
  50
  51 /* Analytical plain cut-off electrostatics kernels
  52  */
  53 #define EL_CUTOFF
  54
  55 /* cut-off + V shift LJ */
  56 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJ ## y
  57 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  58 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  59 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
  60 #define LJ_COMB_GEOM
  61 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJCombGeom ## y
  62 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  63 #undef LJ_COMB_GEOM
  64 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  65 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
  66 #define LJ_COMB_LB
  67 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJCombLB ## y
  68 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  69 #undef LJ_COMB_LB
  70 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  71 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
  72 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
  73 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJEwCombGeom ## y
  74 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  75 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
  76 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  77 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
  78 #define LJ_EWALD_COMB_LB
  79 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJEwCombLB ## y
  80 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  81 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
  82 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  83 /* F switch LJ */
  84 #define LJ_FORCE_SWITCH
  85 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJFsw ## y
  86 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  87 #undef LJ_FORCE_SWITCH
  88 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  89 /* V switch LJ */
  90 #define LJ_POT_SWITCH
  91 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecCut_VdwLJPsw ## y
  92 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
  93 #undef LJ_POT_SWITCH
  94 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
  95
  96 #undef EL_CUTOFF
  97
  98
  99 /* Analytical reaction-field kernels
 100  */
 101 #define EL_RF
 102
 103 /* cut-off + V shift LJ */
 104 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJ ## y
 105 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 106 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 107 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 108 #define LJ_COMB_GEOM
 109 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJCombGeom ## y
 110 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 111 #undef LJ_COMB_GEOM
 112 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 113 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 114 #define LJ_COMB_LB
 115 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJCombLB ## y
 116 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 117 #undef LJ_COMB_LB
 118 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 119 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 120 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 121 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJEwCombGeom ## y
 122 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 123 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 124 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 125 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 126 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 127 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJEwCombLB ## y
 128 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 129 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 130 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 131 /* F switch LJ */
 132 #define LJ_FORCE_SWITCH
 133 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJFsw ## y
 134 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 135 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 136 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 137 /* V switch LJ */
 138 #define LJ_POT_SWITCH
 139 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecRF_VdwLJPsw ## y
 140 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 141 #undef LJ_POT_SWITCH
 142 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 143
 144 #undef EL_RF
 145
 146
 147 /* Analytical Ewald interaction kernels
 148  */
 149 #define EL_EWALD_ANA
 150
 151 /* cut-off + V shift LJ */
 152 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJ ## y
 153 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 154 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 155 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 156 #define LJ_COMB_GEOM
 157 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJCombGeom ## y
 158 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 159 #undef LJ_COMB_GEOM
 160 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 161 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 162 #define LJ_COMB_LB
 163 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJCombLB ## y
 164 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 165 #undef LJ_COMB_LB
 166 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 167 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 168 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 169 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJEwCombGeom ## y
 170 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 171 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 172 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 173 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 174 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 175 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJEwCombLB ## y
 176 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 177 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 178 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 179 /* F switch LJ */
 180 #define LJ_FORCE_SWITCH
 181 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJFsw ## y
 182 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 183 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 184 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 185 /* V switch LJ */
 186 #define LJ_POT_SWITCH
 187 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEw_VdwLJPsw ## y
 188 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 189 #undef LJ_POT_SWITCH
 190 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 191
 192 #undef EL_EWALD_ANA
 193
 194
 195 /* Analytical Ewald interaction kernels with twin-range cut-off
 196  */
 197 #define EL_EWALD_ANA
 198 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 199
 200 /* cut-off + V shift LJ */
 201 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJ ## y
 202 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 203 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 204 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 205 #define LJ_COMB_GEOM
 206 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJCombGeom ## y
 207 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 208 #undef LJ_COMB_GEOM
 209 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 210 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 211 #define LJ_COMB_LB
 212 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJCombLB ## y
 213 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 214 #undef LJ_COMB_LB
 215 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 216 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 217 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 218 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombGeom ## y
 219 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 220 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 221 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 222 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 223 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 224 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJEwCombLB ## y
 225 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 226 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 227 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 228 /* F switch LJ */
 229 #define LJ_FORCE_SWITCH
 230 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJFsw ## y
 231 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 232 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 233 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 234 /* V switch LJ */
 235 #define LJ_POT_SWITCH
 236 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwTwinCut_VdwLJPsw ## y
 237 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 238 #undef LJ_POT_SWITCH
 239 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 240
 241 #undef EL_EWALD_ANA
 242 #undef VDW_CUTOFF_CHECK
 243
 244
 245 /* Tabulated Ewald interaction kernels */
 246 #define EL_EWALD_TAB
 247
 248 /* cut-off + V shift LJ */
 249 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJ ## y
 250 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 251 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 252 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 253 #define LJ_COMB_GEOM
 254 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJCombGeom ## y
 255 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 256 #undef LJ_COMB_GEOM
 257 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 258 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 259 #define LJ_COMB_LB
 260 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJCombLB ## y
 261 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 262 #undef LJ_COMB_LB
 263 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 264 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 265 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 266 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJEwCombGeom ## y
 267 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 268 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 269 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 270 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 271 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 272 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJEwCombLB ## y
 273 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 274 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 275 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 276 /* F switch LJ */
 277 #define LJ_FORCE_SWITCH
 278 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJFsw ## y
 279 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 280 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 281 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 282 /* V switch LJ */
 283 #define LJ_POT_SWITCH
 284 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTab_VdwLJPsw ## y
 285 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 286 #undef LJ_POT_SWITCH
 287 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 288
 289 #undef EL_EWALD_TAB
 290
 291
 292 /* Tabulated Ewald interaction kernels with twin-range cut-off */
 293 #define EL_EWALD_TAB
 294 #define VDW_CUTOFF_CHECK
 295
 296 /* cut-off + V shift LJ */
 297 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJ ## y
 298 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 299 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 300 /* cut-off + V shift LJ w geometric combination rules */
 301 #define LJ_COMB_GEOM
 302 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwin_VdwLJCombGeom ## y
 303 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 304 #undef LJ_COMB_GEOM
 305 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 306 /* cut-off + V shift LJ w LB combination rules */
 307 #define LJ_COMB_LB
 308 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwin_VdwLJCombLB ## y
 309 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 310 #undef LJ_COMB_LB
 311 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 312 /* LJ-Ewald w geometric combination rules */
 313 #define LJ_EWALD_COMB_GEOM
 314 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombGeom ## y
 315 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 316 #undef LJ_EWALD_COMB_GEOM
 317 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 318 /* LJ-Ewald w LB combination rules */
 319 #define LJ_EWALD_COMB_LB
 320 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJEwCombLB ## y
 321 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 322 #undef LJ_EWALD_COMB_LB
 323 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 324 /* F switch LJ */
 325 #define LJ_FORCE_SWITCH
 326 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJFsw ## y
 327 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 328 #undef LJ_FORCE_SWITCH
 329 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 330 /* V switch LJ */
 331 #define LJ_POT_SWITCH
 332 #define NB_KERNEL_FUNC_NAME(x, y) x ## _ElecEwQSTabTwinCut_VdwLJPsw ## y
 333 #include "nbnxm_ocl_kernel.clh"
 334 #undef LJ_POT_SWITCH
 335 #undef NB_KERNEL_FUNC_NAME
 336
 337 #undef EL_EWALD_TAB
 338 #undef VDW_CUTOFF_CHECK