src/gromacs/gpu_utils/tests/typecasts_runner.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2020, 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 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Runners for tests of CUDA types compatibility.
  38  *
  39  * \author Artem Zhmurov <zhmurov@gmail.com>
  40  */
  41 #include "gmxpre.h"
  42
  43 #include "typecasts_runner.h"
  44
  45 #include <vector>
  46
  47 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  48 #include "gromacs/gpu_utils/devicebuffer.h"
  49 #include "gromacs/gpu_utils/typecasts.cuh"
  50 #include "gromacs/hardware/device_information.h"
  51 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  52 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  53
  54 namespace gmx
  55 {
  56
  57 namespace test
  58 {
  59
  60 /* \brief Perform a component-wise conversion of the float3 vector back to RVec format.
  61  *
  62  * This is needed to pass the data back to the CPU testing code for comparison with the initial input.
  63  *
  64  * \param[out] rVecOutput    Output data in RVec format for the output.
  65  * \param[in]  float3Output  Output data in float3 format.
  66  * \param[in]  numElements   Size of the data buffers.
  67  */
  68 void inline saveFloat3InRVecFormat(std::vector<gmx::RVec>& rVecOutput, const float3* float3Output, int numElements)
  69 {
  70     for (int i = 0; i < numElements; i++)
  71     {
  72         rVecOutput[i][XX] = float3Output[i].x;
  73         rVecOutput[i][YY] = float3Output[i].y;
  74         rVecOutput[i][ZZ] = float3Output[i].z;
  75     }
  76 }
  77
  78 void convertRVecToFloat3OnHost(std::vector<gmx::RVec>& rVecOutput, const std::vector<gmx::RVec>& rVecInput)
  79 {
  80     const int numElements = rVecInput.size();
  81
  82     float3* dataFloat3 = asFloat3(const_cast<RVec*>(rVecInput.data()));
  83
  84     saveFloat3InRVecFormat(rVecOutput, dataFloat3, numElements);
  85 }
  86
  87 //! Number of CUDA threads in a block.
  88 constexpr static int c_threadsPerBlock = 256;
  89
  90 /*! \brief GPU kernel to perform type conversion on the device.
  91  *
  92  * \param[out] gm_float3Output Buffer to write the output into.
  93  * \param[in]  gm_rVecInput    Input data in RVec format.
  94  * \param[in]  size            Size of the data buffers.
  95  *
  96  */
  97 static __global__ void convertRVecToFloat3OnDevice_kernel(DeviceBuffer<float3> gm_float3Output,
  98                                                           DeviceBuffer<RVec>   gm_rVecInput,
  99                                                           const int            size)
 100 {
 101     int threadIndex = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
 102     if (threadIndex < size)
 103     {
 104         gm_float3Output[threadIndex] = asFloat3(gm_rVecInput)[threadIndex];
 105     }
 106 }
 107
 108 void convertRVecToFloat3OnDevice(std::vector<gmx::RVec>& h_rVecOutput, const std::vector<gmx::RVec>& h_rVecInput)
 109 {
 110     DeviceInformation   deviceInfo;
 111     const DeviceContext deviceContext(deviceInfo);
 112     const DeviceStream  deviceStream(deviceContext, DeviceStreamPriority::Normal, false);
 113
 114     const int numElements = h_rVecInput.size();
 115
 116     DeviceBuffer<RVec> d_rVecInput;
 117     allocateDeviceBuffer(&d_rVecInput, numElements, deviceContext);
 118     copyToDeviceBuffer(&d_rVecInput, h_rVecInput.data(), 0, numElements, deviceStream,
 119                        GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 120
 121     DeviceBuffer<float3> d_float3Output;
 122     allocateDeviceBuffer(&d_float3Output, numElements * DIM, deviceContext);
 123
 124     std::vector<float3> h_float3Output(numElements);
 125
 126     KernelLaunchConfig kernelLaunchConfig;
 127     kernelLaunchConfig.gridSize[0]      = (numElements + c_threadsPerBlock - 1) / c_threadsPerBlock;
 128     kernelLaunchConfig.blockSize[0]     = c_threadsPerBlock;
 129     kernelLaunchConfig.blockSize[1]     = 1;
 130     kernelLaunchConfig.blockSize[2]     = 1;
 131     kernelLaunchConfig.sharedMemorySize = 0;
 132
 133     auto       kernelPtr  = convertRVecToFloat3OnDevice_kernel;
 134     const auto kernelArgs = prepareGpuKernelArguments(kernelPtr, kernelLaunchConfig,
 135                                                       &d_float3Output, &d_rVecInput, &numElements);
 136     launchGpuKernel(kernelPtr, kernelLaunchConfig, deviceStream, nullptr,
 137                     "convertRVecToFloat3OnDevice_kernel", kernelArgs);
 138
 139     copyFromDeviceBuffer(h_float3Output.data(), &d_float3Output, 0, numElements, deviceStream,
 140                          GpuApiCallBehavior::Sync, nullptr);
 141
 142     saveFloat3InRVecFormat(h_rVecOutput, h_float3Output.data(), numElements);
 143
 144     freeDeviceBuffer(&d_rVecInput);
 145     freeDeviceBuffer(&d_float3Output);
 146 }
 147
 148 } // namespace test
 149 } // namespace gmx