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root/OpenMD/trunk/src/parallel/ForceMatrixDecomposition.cpp
(Generate patch)

Comparing branches/development/src/parallel/ForceMatrixDecomposition.cpp (file contents):
Revision 1575 by gezelter, Fri Jun 3 21:39:49 2011 UTC vs.
Revision 1579 by gezelter, Thu Jun 9 20:26:29 2011 UTC

# Line 57 | Line 57 | namespace OpenMD {
57      storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
58      ff_ = info_->getForceField();
59      nLocal_ = snap_->getNumberOfAtoms();
60    nGroups_ = snap_->getNumberOfCutoffGroups();
60  
61 +    nGroups_ = info_->getNLocalCutoffGroups();
62 +    cerr << "in dId, nGroups = " << nGroups_ << "\n";
63      // gather the information for atomtype IDs (atids):
64      identsLocal = info_->getIdentArray();
65      AtomLocalToGlobal = info_->getGlobalAtomIndices();
# Line 104 | Line 105 | namespace OpenMD {
105      cgColData.resize(nGroupsInCol_);
106      cgColData.setStorageLayout(DataStorage::dslPosition);
107          
108 <    identsRow.reserve(nAtomsInRow_);
109 <    identsCol.reserve(nAtomsInCol_);
108 >    identsRow.resize(nAtomsInRow_);
109 >    identsCol.resize(nAtomsInCol_);
110      
111      AtomCommIntRow->gather(identsLocal, identsRow);
112      AtomCommIntColumn->gather(identsLocal, identsCol);
# Line 120 | Line 121 | namespace OpenMD {
121      AtomCommRealColumn->gather(massFactorsLocal, massFactorsCol);
122  
123      groupListRow_.clear();
124 <    groupListRow_.reserve(nGroupsInRow_);
124 >    groupListRow_.resize(nGroupsInRow_);
125      for (int i = 0; i < nGroupsInRow_; i++) {
126        int gid = cgRowToGlobal[i];
127        for (int j = 0; j < nAtomsInRow_; j++) {
# Line 131 | Line 132 | namespace OpenMD {
132      }
133  
134      groupListCol_.clear();
135 <    groupListCol_.reserve(nGroupsInCol_);
135 >    groupListCol_.resize(nGroupsInCol_);
136      for (int i = 0; i < nGroupsInCol_; i++) {
137        int gid = cgColToGlobal[i];
138        for (int j = 0; j < nAtomsInCol_; j++) {
# Line 141 | Line 142 | namespace OpenMD {
142        }      
143      }
144  
145 <    skipsForRowAtom.clear();
146 <    skipsForRowAtom.reserve(nAtomsInRow_);
145 >    skipsForAtom.clear();
146 >    skipsForAtom.resize(nAtomsInRow_);
147 >    toposForAtom.clear();
148 >    toposForAtom.resize(nAtomsInRow_);
149 >    topoDist.clear();
150 >    topoDist.resize(nAtomsInRow_);
151      for (int i = 0; i < nAtomsInRow_; i++) {
152        int iglob = AtomRowToGlobal[i];
148      for (int j = 0; j < nAtomsInCol_; j++) {
149        int jglob = AtomColToGlobal[j];        
150        if (excludes.hasPair(iglob, jglob))
151          skipsForRowAtom[i].push_back(j);      
152      }      
153    }
153  
155    toposForRowAtom.clear();
156    toposForRowAtom.reserve(nAtomsInRow_);
157    for (int i = 0; i < nAtomsInRow_; i++) {
158      int iglob = AtomRowToGlobal[i];
159      int nTopos = 0;
154        for (int j = 0; j < nAtomsInCol_; j++) {
155 <        int jglob = AtomColToGlobal[j];        
155 >        int jglob = AtomColToGlobal[j];
156 >
157 >        if (excludes.hasPair(iglob, jglob))
158 >          skipsForAtom[i].push_back(j);      
159 >        
160          if (oneTwo.hasPair(iglob, jglob)) {
161 <          toposForRowAtom[i].push_back(j);
162 <          topoDistRow[i][nTopos] = 1;
163 <          nTopos++;
161 >          toposForAtom[i].push_back(j);
162 >          topoDist[i].push_back(1);
163 >        } else {
164 >          if (oneThree.hasPair(iglob, jglob)) {
165 >            toposForAtom[i].push_back(j);
166 >            topoDist[i].push_back(2);
167 >          } else {
168 >            if (oneFour.hasPair(iglob, jglob)) {
169 >              toposForAtom[i].push_back(j);
170 >              topoDist[i].push_back(3);
171 >            }
172 >          }
173          }
167        if (oneThree.hasPair(iglob, jglob)) {
168          toposForRowAtom[i].push_back(j);
169          topoDistRow[i][nTopos] = 2;
170          nTopos++;
171        }
172        if (oneFour.hasPair(iglob, jglob)) {
173          toposForRowAtom[i].push_back(j);
174          topoDistRow[i][nTopos] = 3;
175          nTopos++;
176        }
174        }      
175      }
176  
177   #endif
178  
179      groupList_.clear();
180 <    groupList_.reserve(nGroups_);
180 >    groupList_.resize(nGroups_);
181      for (int i = 0; i < nGroups_; i++) {
182        int gid = cgLocalToGlobal[i];
183        for (int j = 0; j < nLocal_; j++) {
184          int aid = AtomLocalToGlobal[j];
185 <        if (globalGroupMembership[aid] == gid)
185 >        if (globalGroupMembership[aid] == gid) {
186            groupList_[i].push_back(j);
187 +        }
188        }      
189      }
190  
191 <    skipsForLocalAtom.clear();
192 <    skipsForLocalAtom.reserve(nLocal_);
191 >    skipsForAtom.clear();
192 >    skipsForAtom.resize(nLocal_);
193 >    toposForAtom.clear();
194 >    toposForAtom.resize(nLocal_);
195 >    topoDist.clear();
196 >    topoDist.resize(nLocal_);
197  
198      for (int i = 0; i < nLocal_; i++) {
199        int iglob = AtomLocalToGlobal[i];
200 +
201        for (int j = 0; j < nLocal_; j++) {
202 <        int jglob = AtomLocalToGlobal[j];        
202 >        int jglob = AtomLocalToGlobal[j];
203 >
204          if (excludes.hasPair(iglob, jglob))
205 <          skipsForLocalAtom[i].push_back(j);      
205 >          skipsForAtom[i].push_back(j);              
206 >        
207 >        if (oneTwo.hasPair(iglob, jglob)) {
208 >          toposForAtom[i].push_back(j);
209 >          topoDist[i].push_back(1);
210 >        } else {
211 >          if (oneThree.hasPair(iglob, jglob)) {
212 >            toposForAtom[i].push_back(j);
213 >            topoDist[i].push_back(2);
214 >          } else {
215 >            if (oneFour.hasPair(iglob, jglob)) {
216 >              toposForAtom[i].push_back(j);
217 >              topoDist[i].push_back(3);
218 >            }
219 >          }
220 >        }
221        }      
222      }
223 +    
224 +    createGtypeCutoffMap();
225 +  }
226 +  
227 +  void ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap() {
228  
229 <    toposForLocalAtom.clear();
230 <    toposForLocalAtom.reserve(nLocal_);
231 <    for (int i = 0; i < nLocal_; i++) {
232 <      int iglob = AtomLocalToGlobal[i];
233 <      int nTopos = 0;
234 <      for (int j = 0; j < nLocal_; j++) {
235 <        int jglob = AtomLocalToGlobal[j];        
236 <        if (oneTwo.hasPair(iglob, jglob)) {
237 <          toposForLocalAtom[i].push_back(j);
238 <          topoDistLocal[i][nTopos] = 1;
239 <          nTopos++;
229 >    RealType tol = 1e-6;
230 >    RealType rc;
231 >    int atid;
232 >    set<AtomType*> atypes = info_->getSimulatedAtomTypes();
233 >    vector<RealType> atypeCutoff;
234 >    atypeCutoff.resize( atypes.size() );
235 >
236 >    for (set<AtomType*>::iterator at = atypes.begin();
237 >         at != atypes.end(); ++at){
238 >      rc = interactionMan_->getSuggestedCutoffRadius(*at);
239 >      atid = (*at)->getIdent();
240 >      atypeCutoff[atid] = rc;
241 >    }
242 >
243 >    vector<RealType> gTypeCutoffs;
244 >
245 >    // first we do a single loop over the cutoff groups to find the
246 >    // largest cutoff for any atypes present in this group.
247 > #ifdef IS_MPI
248 >    vector<RealType> groupCutoffRow(nGroupsInRow_, 0.0);
249 >    groupRowToGtype.resize(nGroupsInRow_);
250 >    for (int cg1 = 0; cg1 < nGroupsInRow_; cg1++) {
251 >      vector<int> atomListRow = getAtomsInGroupRow(cg1);
252 >      for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
253 >           ia != atomListRow.end(); ++ia) {            
254 >        int atom1 = (*ia);
255 >        atid = identsRow[atom1];
256 >        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoffRow[cg1]) {
257 >          groupCutoffRow[cg1] = atypeCutoff[atid];
258          }
259 <        if (oneThree.hasPair(iglob, jglob)) {
260 <          toposForLocalAtom[i].push_back(j);
261 <          topoDistLocal[i][nTopos] = 2;
262 <          nTopos++;
259 >      }
260 >
261 >      bool gTypeFound = false;
262 >      for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++) {
263 >        if (abs(groupCutoffRow[cg1] - gTypeCutoffs[gt]) < tol) {
264 >          groupRowToGtype[cg1] = gt;
265 >          gTypeFound = true;
266 >        }
267 >      }
268 >      if (!gTypeFound) {
269 >        gTypeCutoffs.push_back( groupCutoffRow[cg1] );
270 >        groupRowToGtype[cg1] = gTypeCutoffs.size() - 1;
271 >      }
272 >      
273 >    }
274 >    vector<RealType> groupCutoffCol(nGroupsInCol_, 0.0);
275 >    groupColToGtype.resize(nGroupsInCol_);
276 >    for (int cg2 = 0; cg2 < nGroupsInCol_; cg2++) {
277 >      vector<int> atomListCol = getAtomsInGroupColumn(cg2);
278 >      for (vector<int>::iterator jb = atomListCol.begin();
279 >           jb != atomListCol.end(); ++jb) {            
280 >        int atom2 = (*jb);
281 >        atid = identsCol[atom2];
282 >        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoffCol[cg2]) {
283 >          groupCutoffCol[cg2] = atypeCutoff[atid];
284          }
285 <        if (oneFour.hasPair(iglob, jglob)) {
286 <          toposForLocalAtom[i].push_back(j);
287 <          topoDistLocal[i][nTopos] = 3;
288 <          nTopos++;
285 >      }
286 >      bool gTypeFound = false;
287 >      for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++) {
288 >        if (abs(groupCutoffCol[cg2] - gTypeCutoffs[gt]) < tol) {
289 >          groupColToGtype[cg2] = gt;
290 >          gTypeFound = true;
291 >        }
292 >      }
293 >      if (!gTypeFound) {
294 >        gTypeCutoffs.push_back( groupCutoffCol[cg2] );
295 >        groupColToGtype[cg2] = gTypeCutoffs.size() - 1;
296 >      }
297 >    }
298 > #else
299 >
300 >    vector<RealType> groupCutoff(nGroups_, 0.0);
301 >    groupToGtype.resize(nGroups_);
302 >
303 >    cerr << "nGroups = " << nGroups_ << "\n";
304 >    for (int cg1 = 0; cg1 < nGroups_; cg1++) {
305 >
306 >      groupCutoff[cg1] = 0.0;
307 >      vector<int> atomList = getAtomsInGroupRow(cg1);
308 >
309 >      for (vector<int>::iterator ia = atomList.begin();
310 >           ia != atomList.end(); ++ia) {            
311 >        int atom1 = (*ia);
312 >        atid = identsLocal[atom1];
313 >        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoff[cg1]) {
314 >          groupCutoff[cg1] = atypeCutoff[atid];
315          }
316 +      }
317 +
318 +      bool gTypeFound = false;
319 +      for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++) {
320 +        if (abs(groupCutoff[cg1] - gTypeCutoffs[gt]) < tol) {
321 +          groupToGtype[cg1] = gt;
322 +          gTypeFound = true;
323 +        }
324 +      }
325 +      if (!gTypeFound) {
326 +        gTypeCutoffs.push_back( groupCutoff[cg1] );
327 +        groupToGtype[cg1] = gTypeCutoffs.size() - 1;
328        }      
329      }
330 + #endif
331 +
332 +    cerr << "gTypeCutoffs.size() = " << gTypeCutoffs.size() << "\n";
333 +    // Now we find the maximum group cutoff value present in the simulation
334 +
335 +    RealType groupMax = *max_element(gTypeCutoffs.begin(), gTypeCutoffs.end());
336 +
337 + #ifdef IS_MPI
338 +    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&groupMax, &groupMax, 1, MPI::REALTYPE, MPI::MAX);
339 + #endif
340 +    
341 +    RealType tradRcut = groupMax;
342 +
343 +    for (int i = 0; i < gTypeCutoffs.size();  i++) {
344 +      for (int j = 0; j < gTypeCutoffs.size();  j++) {      
345 +        RealType thisRcut;
346 +        switch(cutoffPolicy_) {
347 +        case TRADITIONAL:
348 +          thisRcut = tradRcut;
349 +          break;
350 +        case MIX:
351 +          thisRcut = 0.5 * (gTypeCutoffs[i] + gTypeCutoffs[j]);
352 +          break;
353 +        case MAX:
354 +          thisRcut = max(gTypeCutoffs[i], gTypeCutoffs[j]);
355 +          break;
356 +        default:
357 +          sprintf(painCave.errMsg,
358 +                  "ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap "
359 +                  "hit an unknown cutoff policy!\n");
360 +          painCave.severity = OPENMD_ERROR;
361 +          painCave.isFatal = 1;
362 +          simError();
363 +          break;
364 +        }
365 +
366 +        pair<int,int> key = make_pair(i,j);
367 +        gTypeCutoffMap[key].first = thisRcut;
368 +
369 +        if (thisRcut > largestRcut_) largestRcut_ = thisRcut;
370 +
371 +        gTypeCutoffMap[key].second = thisRcut*thisRcut;
372 +        
373 +        gTypeCutoffMap[key].third = pow(thisRcut + skinThickness_, 2);
374 +
375 +        // sanity check
376 +        
377 +        if (userChoseCutoff_) {
378 +          if (abs(gTypeCutoffMap[key].first - userCutoff_) > 0.0001) {
379 +            sprintf(painCave.errMsg,
380 +                    "ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap "
381 +                    "user-specified rCut does not match computed group Cutoff\n");
382 +            painCave.severity = OPENMD_ERROR;
383 +            painCave.isFatal = 1;
384 +            simError();            
385 +          }
386 +        }
387 +      }
388 +    }
389    }
390 <  
390 >
391 >
392 >  groupCutoffs ForceMatrixDecomposition::getGroupCutoffs(int cg1, int cg2) {
393 >    int i, j;  
394 > #ifdef IS_MPI
395 >    i = groupRowToGtype[cg1];
396 >    j = groupColToGtype[cg2];
397 > #else
398 >    i = groupToGtype[cg1];
399 >    j = groupToGtype[cg2];
400 > #endif    
401 >    return gTypeCutoffMap[make_pair(i,j)];
402 >  }
403 >
404 >  int ForceMatrixDecomposition::getTopologicalDistance(int atom1, int atom2) {
405 >    for (int j = 0; j < toposForAtom[atom1].size(); j++) {
406 >      if (toposForAtom[atom1][j] == atom2)
407 >        return topoDist[atom1][j];
408 >    }
409 >    return 0;
410 >  }
411 >
412    void ForceMatrixDecomposition::zeroWorkArrays() {
413  
414      for (int j = 0; j < N_INTERACTION_FAMILIES; j++) {
# Line 536 | Line 717 | namespace OpenMD {
717      return d;    
718    }
719  
720 <  vector<int> ForceMatrixDecomposition::getSkipsForRowAtom(int atom1) {
721 < #ifdef IS_MPI
541 <    return skipsForRowAtom[atom1];
542 < #else
543 <    return skipsForLocalAtom[atom1];
544 < #endif
720 >  vector<int> ForceMatrixDecomposition::getSkipsForAtom(int atom1) {
721 >    return skipsForAtom[atom1];
722    }
723  
724    /**
# Line 574 | Line 751 | namespace OpenMD {
751      unique_id_2 = atom2;
752   #endif
753      
754 < #ifdef IS_MPI
755 <    for (vector<int>::iterator i = skipsForRowAtom[atom1].begin();
579 <         i != skipsForRowAtom[atom1].end(); ++i) {
580 <      if ( (*i) == unique_id_2 ) return true;
581 <    }    
582 < #else
583 <    for (vector<int>::iterator i = skipsForLocalAtom[atom1].begin();
584 <         i != skipsForLocalAtom[atom1].end(); ++i) {
754 >    for (vector<int>::iterator i = skipsForAtom[atom1].begin();
755 >         i != skipsForAtom[atom1].end(); ++i) {
756        if ( (*i) == unique_id_2 ) return true;
757      }    
587 #endif
588  }
758  
590  int ForceMatrixDecomposition::getTopoDistance(int atom1, int atom2) {
591    
592 #ifdef IS_MPI
593    for (int i = 0; i < toposForRowAtom[atom1].size(); i++) {
594      if ( toposForRowAtom[atom1][i] == atom2 ) return topoDistRow[atom1][i];
595    }
596 #else
597    for (int i = 0; i < toposForLocalAtom[atom1].size(); i++) {
598      if ( toposForLocalAtom[atom1][i] == atom2 ) return topoDistLocal[atom1][i];
599    }
600 #endif
601
602    // zero is default for unconnected (i.e. normal) pair interactions
603    return 0;
759    }
760  
761 +
762    void ForceMatrixDecomposition::addForceToAtomRow(int atom1, Vector3d fg){
763   #ifdef IS_MPI
764      atomRowData.force[atom1] += fg;
# Line 765 | Line 921 | namespace OpenMD {
921    vector<pair<int, int> > ForceMatrixDecomposition::buildNeighborList() {
922        
923      vector<pair<int, int> > neighborList;
924 +    groupCutoffs cuts;
925   #ifdef IS_MPI
926      cellListRow_.clear();
927      cellListCol_.clear();
# Line 772 | Line 929 | namespace OpenMD {
929      cellList_.clear();
930   #endif
931  
932 <    // dangerous to not do error checking.
776 <    RealType rCut_;
777 <
778 <    RealType rList_ = (rCut_ + skinThickness_);
932 >    RealType rList_ = (largestRcut_ + skinThickness_);
933      RealType rl2 = rList_ * rList_;
934      Snapshot* snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
935      Mat3x3d Hmat = snap_->getHmat();
# Line 791 | Line 945 | namespace OpenMD {
945      Vector3d rs, scaled, dr;
946      Vector3i whichCell;
947      int cellIndex;
948 +    int nCtot = nCells_.x() * nCells_.y() * nCells_.z();
949  
950   #ifdef IS_MPI
951 +    cellListRow_.resize(nCtot);
952 +    cellListCol_.resize(nCtot);
953 + #else
954 +    cellList_.resize(nCtot);
955 + #endif
956 +
957 + #ifdef IS_MPI
958      for (int i = 0; i < nGroupsInRow_; i++) {
959        rs = cgRowData.position[i];
960        // scaled positions relative to the box vectors
# Line 898 | Line 1060 | namespace OpenMD {
1060                  if (m2 != m1 || cgColToGlobal[(*j2)] < cgRowToGlobal[(*j1)]) {
1061                    dr = cgColData.position[(*j2)] - cgRowData.position[(*j1)];
1062                    snap_->wrapVector(dr);
1063 <                  if (dr.lengthSquare() < rl2) {
1063 >                  cuts = getGroupCutoffs( (*j1), (*j2) );
1064 >                  if (dr.lengthSquare() < cuts.third) {
1065                      neighborList.push_back(make_pair((*j1), (*j2)));
1066                    }
1067                  }
# Line 917 | Line 1080 | namespace OpenMD {
1080                  if (m2 != m1 || (*j2) < (*j1)) {
1081                    dr = snap_->cgData.position[(*j2)] - snap_->cgData.position[(*j1)];
1082                    snap_->wrapVector(dr);
1083 <                  if (dr.lengthSquare() < rl2) {
1083 >                  cuts = getGroupCutoffs( (*j1), (*j2) );
1084 >                  if (dr.lengthSquare() < cuts.third) {
1085                      neighborList.push_back(make_pair((*j1), (*j2)));
1086                    }
1087                  }

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines