mirror of
https://github.com/TREX-CoE/qmckl.git
synced 2024-11-03 20:54:09 +01:00
Merge branch 'master' of github.com:TREX-CoE/qmckl
This commit is contained in:
commit
92492e394f
@ -103,31 +103,116 @@ int main() {
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double* determinant);
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#+end_src
|
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|
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*** C source
|
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|
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|
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#+begin_src c :tangle (eval c) :comments org
|
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#include <stdbool.h>
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#include <math.h>
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#include "qmckl.h"
|
||||
#include "config.h"
|
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||||
#if defined(__AVX512__)
|
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#define SIMD 8
|
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#elif defined(__AVX__)
|
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#define SIMD 4
|
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#else
|
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#define SIMD 2
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// Order important because
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// __GNUC__ also set in ICC, ICX and CLANG
|
||||
// __clang__ also set in ICX
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#if defined(__INTEL_COMPILER)
|
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#define IVDEP _Pragma("ivdep")
|
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#define ALIGNED _Pragma("vector aligned")
|
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#elif defined(__INTEL_LLVM_COMPILER)
|
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#define IVDEP _Pragma("ivdep")
|
||||
#define ALIGNED _Pragma("vector aligned")
|
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#elif defined(__clang__)
|
||||
#define IVDEP _Pragma("clang loop vectorize(enable)")
|
||||
#define ALIGNED
|
||||
#elif defined(__GNUC__)
|
||||
#define IVDEP _Pragma("GCC ivdep")
|
||||
#define ALIGNED
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_hpc(
|
||||
const qmckl_context context,
|
||||
const uint64_t LDS,
|
||||
const uint64_t Dim,
|
||||
const uint64_t N_updates,
|
||||
const double* __restrict Updates,
|
||||
const uint64_t* __restrict Updates_index,
|
||||
const double breakdown,
|
||||
double* __restrict Slater_inv,
|
||||
double* __restrict determinant) {
|
||||
|
||||
if (qmckl_context_check(context) == QMCKL_NULL_CONTEXT) {
|
||||
return qmckl_failwith( context,
|
||||
QMCKL_NULL_CONTEXT,
|
||||
"qmckl_sherman_morrison_naive_hpc",
|
||||
NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
double __attribute__((aligned(8))) C[Dim];
|
||||
double __attribute__((aligned(8))) D[LDS];
|
||||
|
||||
uint32_t l = 0;
|
||||
// For each update
|
||||
while (l < N_updates) {
|
||||
// C = S^{-1} x u_l
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < Dim; i++) {
|
||||
C[i] = 0.0f;
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint32_t j = 0; j < LDS; j++) {
|
||||
C[i] += Slater_inv[i * LDS + j] * Updates[l * LDS + j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Denominator: v_l^T * C
|
||||
const int cui = Updates_index[l] - 1;
|
||||
double den = 1.0f + C[cui];
|
||||
|
||||
if (fabs(den) < breakdown) {
|
||||
return QMCKL_FAILURE;
|
||||
}
|
||||
double iden = 1.0f / den;
|
||||
|
||||
// Update det(A)
|
||||
if (determinant)
|
||||
*determinant *= den;
|
||||
|
||||
// selecting column: v_l^T * S_inv
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint32_t j = 0; j < LDS; j++) {
|
||||
D[j] = Slater_inv[cui * LDS + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// A^{-1} = A^{-1} - C x D / den
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < Dim; i++) {
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint32_t j = 0; j < LDS; j++) {
|
||||
const double update = C[i] * D[j] * iden;
|
||||
Slater_inv[i * LDS + j] -= update;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
l += 1;
|
||||
}
|
||||
return QMCKL_SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
#+end_src
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
#+NAME:naive_template
|
||||
#+begin_src c
|
||||
static inline qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}(const qmckl_context context,
|
||||
static inline qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}(
|
||||
const qmckl_context context,
|
||||
const uint64_t N_updates,
|
||||
const double* Updates,
|
||||
const uint64_t* Updates_index,
|
||||
const double* __restrict Updates,
|
||||
const uint64_t* __restrict Updates_index,
|
||||
const double breakdown,
|
||||
double* Slater_inv,
|
||||
double* determinant) {
|
||||
double* __restrict Slater_inv,
|
||||
double* __restrict determinant) {
|
||||
|
||||
if (qmckl_context_check(context) == QMCKL_NULL_CONTEXT) {
|
||||
return qmckl_failwith( context,
|
||||
@ -136,11 +221,10 @@ static inline qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}(const qmckl_context c
|
||||
NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// TODO: Specialize for padding
|
||||
// const uint LDS=(1+({Dim}-1)/SIMD) * SIMD;
|
||||
const uint LDS={Dim};
|
||||
double C[{Dim}];
|
||||
double D[{Dim}];
|
||||
#define D{Dim}_P ((1+({Dim}-1)/SIMD_LENGTH)*SIMD_LENGTH)
|
||||
|
||||
double __attribute__((aligned(8))) C[{Dim}];
|
||||
double __attribute__((aligned(8))) D[D{Dim}_P];
|
||||
|
||||
uint64_t l = 0;
|
||||
// For each update
|
||||
@ -148,33 +232,40 @@ static inline qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}(const qmckl_context c
|
||||
// C = A^{-1} x U_l
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < {Dim}; i++) {
|
||||
C[i] = 0;
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
C[i] += Slater_inv[i * LDS + j] * Updates[l * {Dim} + j];
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < D{Dim}_P; j++) {
|
||||
C[i] += Slater_inv[i * D{Dim}_P + j] * Updates[l * D{Dim}_P + j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Denominator
|
||||
double den = 1 + C[Updates_index[l] - 1];
|
||||
const int cui = Updates_index[l] - 1;
|
||||
double den = 1.0f + C[cui];
|
||||
|
||||
if (fabs(den) < breakdown) {
|
||||
return QMCKL_FAILURE;
|
||||
}
|
||||
double iden = 1 / den;
|
||||
double iden = 1.0f / den;
|
||||
|
||||
// Update det(A)
|
||||
if (determinant != NULL)
|
||||
if (determinant)
|
||||
*determinant *= den;
|
||||
|
||||
// D = v^T x A^{-1}
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
D[j] = Slater_inv[(Updates_index[l] - 1) * LDS + j];
|
||||
// selecting column: D = v_l^T * S_inv
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < D{Dim}_P; j++) {
|
||||
D[j] = Slater_inv[cui * D{Dim}_P + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// A^{-1} = A^{-1} - C x D / den
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < {Dim}; i++) {
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
IVDEP
|
||||
ALIGNED
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < D{Dim}_P; j++) {
|
||||
double update = C[i] * D[j] * iden;
|
||||
Slater_inv[i * LDS + j] -= update;
|
||||
Slater_inv[i * D{Dim}_P + j] -= update;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -185,44 +276,50 @@ static inline qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}(const qmckl_context c
|
||||
}
|
||||
#+end_src
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
#+NAME:naive-python
|
||||
#+begin_src python :noweb yes :exports none
|
||||
text="""
|
||||
<<naive_template>>
|
||||
"""
|
||||
result = []
|
||||
for Dim in range(1,26):
|
||||
for Dim in range(2, 22):
|
||||
Dim=str(Dim)
|
||||
result.append(text.replace("{Dim}",Dim) )
|
||||
|
||||
return '\n'.join(result)
|
||||
#+end_src
|
||||
|
||||
#+RESULTS: naive-python
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
#+NAME:naive-python-switch
|
||||
#+begin_src python :noweb yes :exports none
|
||||
text="""
|
||||
case {Dim}:
|
||||
return qmckl_sherman_morrison_{Dim}(context,
|
||||
N_updates,
|
||||
Updates,
|
||||
Updates_index,
|
||||
breakdown,
|
||||
Slater_inv,
|
||||
determinant);
|
||||
return qmckl_sherman_morrison_{Dim}(context,
|
||||
N_updates,
|
||||
Updates,
|
||||
Updates_index,
|
||||
breakdown,
|
||||
Slater_inv,
|
||||
determinant);
|
||||
"""
|
||||
result = []
|
||||
for Dim in range(1,26):
|
||||
for Dim in range(2, 22):
|
||||
Dim=str(Dim)
|
||||
result.append(text.replace("{Dim}",Dim) )
|
||||
|
||||
return '\n'.join(result)
|
||||
#+end_src
|
||||
|
||||
#+RESULTS: naive-python-switch
|
||||
|
||||
------
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
#+begin_src c :tangle (eval c) :comments org :noweb yes
|
||||
<<naive-python()>>
|
||||
@ -238,125 +335,37 @@ qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison(const qmckl_context context,
|
||||
double* determinant) {
|
||||
|
||||
if (qmckl_context_check(context) == QMCKL_NULL_CONTEXT) {
|
||||
return qmckl_failwith( context,
|
||||
QMCKL_NULL_CONTEXT,
|
||||
"qmckl_sherman_morrison",
|
||||
NULL);
|
||||
return qmckl_failwith(context,
|
||||
QMCKL_NULL_CONTEXT,
|
||||
"qmckl_sherman_morrison",
|
||||
NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (Dim == LDS) {
|
||||
if (LDS == (1+(Dim-1)/SIMD_LENGTH)*SIMD_LENGTH) { // Most cases
|
||||
switch (Dim) {
|
||||
<<naive-python-switch()>>
|
||||
<<naive-python-switch()>>
|
||||
}
|
||||
|
||||
} else {
|
||||
|
||||
double C[Dim];
|
||||
double D[Dim];
|
||||
|
||||
uint64_t l = 0;
|
||||
// For each update
|
||||
while (l < N_updates) {
|
||||
// C = A^{-1} x U_l
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < Dim; i++) {
|
||||
C[i] = 0;
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < Dim; j++) {
|
||||
C[i] += Slater_inv[i * LDS + j] * Updates[l * Dim + j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Denominator
|
||||
double den = 1 + C[Updates_index[l] - 1];
|
||||
|
||||
if (fabs(den) < breakdown) {
|
||||
return QMCKL_FAILURE;
|
||||
}
|
||||
double iden = 1 / den;
|
||||
|
||||
// Update det(A)
|
||||
if (determinant != NULL)
|
||||
*determinant *= den;
|
||||
|
||||
// D = v^T x A^{-1}
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < Dim; j++) {
|
||||
D[j] = Slater_inv[(Updates_index[l] - 1) * LDS + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// A^{-1} = A^{-1} - C x D / den
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < Dim; i++) {
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < Dim; j++) {
|
||||
double update = C[i] * D[j] * iden;
|
||||
Slater_inv[i * LDS + j] -= update;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
l += 1;
|
||||
}
|
||||
else { // When SIMD_LENGTH > 1, called with LDS == Dim AND Dim != (1+(Dim-1)/SIMD_LENGTH)*SIMD_LENGTH)
|
||||
return qmckl_sherman_morrison_hpc(context,
|
||||
LDS,
|
||||
Dim,
|
||||
N_updates,
|
||||
Updates,
|
||||
Updates_index,
|
||||
breakdown,
|
||||
Slater_inv,
|
||||
determinant);
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
return QMCKL_SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
#+end_src
|
||||
|
||||
#+RESULTS: naive_python
|
||||
|
||||
qmckl_exit_code qmckl_sherman_morrison_{Dim}_{LDS}(const qmckl_context context,
|
||||
const uint64_t N_updates,
|
||||
const double* Updates,
|
||||
const uint64_t* Updates_index,
|
||||
const double breakdown,
|
||||
double* Slater_inv,
|
||||
double* determinant) {
|
||||
|
||||
if (qmckl_context_check(context) == QMCKL_NULL_CONTEXT) {
|
||||
return QMCKL_NULL_CONTEXT;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double C[{Dim}];
|
||||
double D[{Dim}];
|
||||
|
||||
uint64_t l = 0;
|
||||
// For each update
|
||||
while (l < N_updates) {
|
||||
// C = A^{-1} x U_l
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < {Dim}; i++) {
|
||||
C[i] = 0;
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
C[i] += Slater_inv[i * {LDS} + j] * Updates[l * {Dim} + j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Denominator
|
||||
double den = 1 + C[Updates_index[l] - 1];
|
||||
|
||||
if (fabs(den) < breakdown) {
|
||||
return QMCKL_FAILURE;
|
||||
}
|
||||
double iden = 1 / den;
|
||||
|
||||
// Update det(A)
|
||||
if (determinant != NULL)
|
||||
*determinant *= den;
|
||||
|
||||
// D = v^T x A^{-1}
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
D[j] = Slater_inv[(Updates_index[l] - 1) * {LDS} + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
// A^{-1} = A^{-1} - C x D / den
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < {Dim}; i++) {
|
||||
for (uint64_t j = 0; j < {Dim}; j++) {
|
||||
double update = C[i] * D[j] * iden;
|
||||
Slater_inv[i * {LDS} + j] -= update;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
l += 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return QMCKL_SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
None
|
||||
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||||
*** Performance
|
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