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

Comparing:
branches/development/src/parallel/ForceDecomposition.cpp (file contents), Revision 1538 by chuckv, Tue Jan 11 18:58:12 2011 UTC vs.
branches/devel_omp/src/parallel/ForceMatrixDecomposition.cpp (file contents), Revision 1608 by mciznick, Tue Aug 9 01:58:56 2011 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /**
2 < * @file ForceDecomposition.cpp
3 < * @author Charles Vardeman <cvardema.at.nd.edu>
4 < * @date 08/18/2010
5 < * @time 11:56am
6 < * @version 1.0
1 > /*
2 > * Copyright (c) 2005 The University of Notre Dame. All Rights Reserved.
3   *
8 * @section LICENSE
9 * Copyright (c) 2010 The University of Notre Dame. All Rights Reserved.
10 *
4   * The University of Notre Dame grants you ("Licensee") a
5   * non-exclusive, royalty free, license to use, modify and
6   * redistribute this software in source and binary code form, provided
# Line 45 | Line 38
38   * [3]  Sun, Lin & Gezelter, J. Chem. Phys. 128, 24107 (2008).          
39   * [4]  Vardeman & Gezelter, in progress (2009).                        
40   */
41 + #include "parallel/ForceMatrixDecomposition.hpp"
42 + #include "math/SquareMatrix3.hpp"
43 + #include "nonbonded/NonBondedInteraction.hpp"
44 + #include "brains/SnapshotManager.hpp"
45 + #include "brains/PairList.hpp"
46 + #include "primitives/Molecule.hpp"
47  
48 + using namespace std;
49 + namespace OpenMD {
50  
51 <
52 < /*  -*- c++ -*-  */
53 < #include "config.h"
54 < #include <stdlib.h>
51 > ForceMatrixDecomposition::ForceMatrixDecomposition(SimInfo* info, InteractionManager* iMan) :
52 >        ForceDecomposition(info, iMan) {
53 >        // In a parallel computation, row and colum scans must visit all
54 >        // surrounding cells (not just the 14 upper triangular blocks that
55 >        // are used when the processor can see all pairs)
56   #ifdef IS_MPI
57 < #include <mpi.h>
58 < #endif
57 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i(-1, 0, 0) );
58 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i(-1,-1, 0) );
59 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 0,-1, 0) );
60 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 1,-1, 0) );
61 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 0, 0,-1) );
62 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i(-1, 0, 1) );
63 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i(-1,-1,-1) );
64 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 0,-1,-1) );
65 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 1,-1,-1) );
66 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 1, 0,-1) );
67 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 1, 1,-1) );
68 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i( 0, 1,-1) );
69 >        cellOffsets_.push_back( Vector3i(-1, 1,-1) );
70 > #endif    
71 > }
72  
73 < #include <iostream>
74 < #include <vector>
75 < #include <algorithm>
76 < #include <cmath>
77 < #include "parallel/ForceDecomposition.hpp"
73 > /**
74 > * distributeInitialData is essentially a copy of the older fortran
75 > * SimulationSetup
76 > */
77 > void ForceMatrixDecomposition::distributeInitialData() {
78 >        snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
79 >        storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
80 >        ff_ = info_->getForceField();
81 >        nLocal_ = snap_->getNumberOfAtoms();
82  
83 +        nGroups_ = info_->getNLocalCutoffGroups();
84 +        // gather the information for atomtype IDs (atids):
85 +        idents = info_->getIdentArray();
86 +        AtomLocalToGlobal = info_->getGlobalAtomIndices();
87 +        cgLocalToGlobal = info_->getGlobalGroupIndices();
88 +        vector<int> globalGroupMembership = info_->getGlobalGroupMembership();
89  
90 < using namespace std;
66 < using namespace OpenMD;
90 >        massFactors = info_->getMassFactors();
91  
92 < //__static
92 >        PairList* excludes = info_->getExcludedInteractions();
93 >        PairList* oneTwo = info_->getOneTwoInteractions();
94 >        PairList* oneThree = info_->getOneThreeInteractions();
95 >        PairList* oneFour = info_->getOneFourInteractions();
96 >
97   #ifdef IS_MPI
70 static vector<MPI:Comm> communictors;
71 #endif
98  
99 < //____ MPITypeTraits
100 < template<typename T>
75 < struct MPITypeTraits;
99 >        MPI::Intracomm row = rowComm.getComm();
100 >        MPI::Intracomm col = colComm.getComm();
101  
102 < #ifdef IS_MPI
103 < template<>
104 < struct MPITypeTraits<RealType> {
105 <  static const MPI::Datatype datatype;
106 < };
82 < const MPI_Datatype MPITypeTraits<RealType>::datatype = MY_MPI_REAL;
102 >        AtomPlanIntRow = new Plan<int>(row, nLocal_);
103 >        AtomPlanRealRow = new Plan<RealType>(row, nLocal_);
104 >        AtomPlanVectorRow = new Plan<Vector3d>(row, nLocal_);
105 >        AtomPlanMatrixRow = new Plan<Mat3x3d>(row, nLocal_);
106 >        AtomPlanPotRow = new Plan<potVec>(row, nLocal_);
107  
108 < template<>
109 < struct MPITypeTraits<int> {
110 <  static const MPI::Datatype datatype;
111 < };
112 < const MPI::Datatype MPITypeTraits<int>::datatype = MPI_INT;
108 >        AtomPlanIntColumn = new Plan<int>(col, nLocal_);
109 >        AtomPlanRealColumn = new Plan<RealType>(col, nLocal_);
110 >        AtomPlanVectorColumn = new Plan<Vector3d>(col, nLocal_);
111 >        AtomPlanMatrixColumn = new Plan<Mat3x3d>(col, nLocal_);
112 >        AtomPlanPotColumn = new Plan<potVec>(col, nLocal_);
113 >
114 >        cgPlanIntRow = new Plan<int>(row, nGroups_);
115 >        cgPlanVectorRow = new Plan<Vector3d>(row, nGroups_);
116 >        cgPlanIntColumn = new Plan<int>(col, nGroups_);
117 >        cgPlanVectorColumn = new Plan<Vector3d>(col, nGroups_);
118 >
119 >        nAtomsInRow_ = AtomPlanIntRow->getSize();
120 >        nAtomsInCol_ = AtomPlanIntColumn->getSize();
121 >        nGroupsInRow_ = cgPlanIntRow->getSize();
122 >        nGroupsInCol_ = cgPlanIntColumn->getSize();
123 >
124 >        // Modify the data storage objects with the correct layouts and sizes:
125 >        atomRowData.resize(nAtomsInRow_);
126 >        atomRowData.setStorageLayout(storageLayout_);
127 >        atomColData.resize(nAtomsInCol_);
128 >        atomColData.setStorageLayout(storageLayout_);
129 >        cgRowData.resize(nGroupsInRow_);
130 >        cgRowData.setStorageLayout(DataStorage::dslPosition);
131 >        cgColData.resize(nGroupsInCol_);
132 >        cgColData.setStorageLayout(DataStorage::dslPosition);
133 >
134 >        identsRow.resize(nAtomsInRow_);
135 >        identsCol.resize(nAtomsInCol_);
136 >
137 >        AtomPlanIntRow->gather(idents, identsRow);
138 >        AtomPlanIntColumn->gather(idents, identsCol);
139 >
140 >        // allocate memory for the parallel objects
141 >        atypesRow.resize(nAtomsInRow_);
142 >        atypesCol.resize(nAtomsInCol_);
143 >
144 >        for (int i = 0; i < nAtomsInRow_; i++)
145 >        atypesRow[i] = ff_->getAtomType(identsRow[i]);
146 >        for (int i = 0; i < nAtomsInCol_; i++)
147 >        atypesCol[i] = ff_->getAtomType(identsCol[i]);
148 >
149 >        pot_row.resize(nAtomsInRow_);
150 >        pot_col.resize(nAtomsInCol_);
151 >
152 >        AtomRowToGlobal.resize(nAtomsInRow_);
153 >        AtomColToGlobal.resize(nAtomsInCol_);
154 >        AtomPlanIntRow->gather(AtomLocalToGlobal, AtomRowToGlobal);
155 >        AtomPlanIntColumn->gather(AtomLocalToGlobal, AtomColToGlobal);
156 >
157 >        cerr << "Atoms in Local:\n";
158 >        for (int i = 0; i < AtomLocalToGlobal.size(); i++)
159 >        {
160 >                cerr << "i =\t" << i << "\t localAt =\t" << AtomLocalToGlobal[i] << "\n";
161 >        }
162 >        cerr << "Atoms in Row:\n";
163 >        for (int i = 0; i < AtomRowToGlobal.size(); i++)
164 >        {
165 >                cerr << "i =\t" << i << "\t rowAt =\t" << AtomRowToGlobal[i] << "\n";
166 >        }
167 >        cerr << "Atoms in Col:\n";
168 >        for (int i = 0; i < AtomColToGlobal.size(); i++)
169 >        {
170 >                cerr << "i =\t" << i << "\t colAt =\t" << AtomColToGlobal[i] << "\n";
171 >        }
172 >
173 >        cgRowToGlobal.resize(nGroupsInRow_);
174 >        cgColToGlobal.resize(nGroupsInCol_);
175 >        cgPlanIntRow->gather(cgLocalToGlobal, cgRowToGlobal);
176 >        cgPlanIntColumn->gather(cgLocalToGlobal, cgColToGlobal);
177 >
178 >        cerr << "Gruops in Local:\n";
179 >        for (int i = 0; i < cgLocalToGlobal.size(); i++)
180 >        {
181 >                cerr << "i =\t" << i << "\t localCG =\t" << cgLocalToGlobal[i] << "\n";
182 >        }
183 >        cerr << "Groups in Row:\n";
184 >        for (int i = 0; i < cgRowToGlobal.size(); i++)
185 >        {
186 >                cerr << "i =\t" << i << "\t rowCG =\t" << cgRowToGlobal[i] << "\n";
187 >        }
188 >        cerr << "Groups in Col:\n";
189 >        for (int i = 0; i < cgColToGlobal.size(); i++)
190 >        {
191 >                cerr << "i =\t" << i << "\t colCG =\t" << cgColToGlobal[i] << "\n";
192 >        }
193 >
194 >        massFactorsRow.resize(nAtomsInRow_);
195 >        massFactorsCol.resize(nAtomsInCol_);
196 >        AtomPlanRealRow->gather(massFactors, massFactorsRow);
197 >        AtomPlanRealColumn->gather(massFactors, massFactorsCol);
198 >
199 >        groupListRow_.clear();
200 >        groupListRow_.resize(nGroupsInRow_);
201 >        for (int i = 0; i < nGroupsInRow_; i++)
202 >        {
203 >                int gid = cgRowToGlobal[i];
204 >                for (int j = 0; j < nAtomsInRow_; j++)
205 >                {
206 >                        int aid = AtomRowToGlobal[j];
207 >                        if (globalGroupMembership[aid] == gid)
208 >                        groupListRow_[i].push_back(j);
209 >                }
210 >        }
211 >
212 >        groupListCol_.clear();
213 >        groupListCol_.resize(nGroupsInCol_);
214 >        for (int i = 0; i < nGroupsInCol_; i++)
215 >        {
216 >                int gid = cgColToGlobal[i];
217 >                for (int j = 0; j < nAtomsInCol_; j++)
218 >                {
219 >                        int aid = AtomColToGlobal[j];
220 >                        if (globalGroupMembership[aid] == gid)
221 >                        groupListCol_[i].push_back(j);
222 >                }
223 >        }
224 >
225 >        excludesForAtom.clear();
226 >        excludesForAtom.resize(nAtomsInRow_);
227 >        toposForAtom.clear();
228 >        toposForAtom.resize(nAtomsInRow_);
229 >        topoDist.clear();
230 >        topoDist.resize(nAtomsInRow_);
231 >        for (int i = 0; i < nAtomsInRow_; i++)
232 >        {
233 >                int iglob = AtomRowToGlobal[i];
234 >
235 >                for (int j = 0; j < nAtomsInCol_; j++)
236 >                {
237 >                        int jglob = AtomColToGlobal[j];
238 >
239 >                        if (excludes->hasPair(iglob, jglob))
240 >                        excludesForAtom[i].push_back(j);
241 >
242 >                        if (oneTwo->hasPair(iglob, jglob))
243 >                        {
244 >                                toposForAtom[i].push_back(j);
245 >                                topoDist[i].push_back(1);
246 >                        } else
247 >                        {
248 >                                if (oneThree->hasPair(iglob, jglob))
249 >                                {
250 >                                        toposForAtom[i].push_back(j);
251 >                                        topoDist[i].push_back(2);
252 >                                } else
253 >                                {
254 >                                        if (oneFour->hasPair(iglob, jglob))
255 >                                        {
256 >                                                toposForAtom[i].push_back(j);
257 >                                                topoDist[i].push_back(3);
258 >                                        }
259 >                                }
260 >                        }
261 >                }
262 >        }
263 >
264 > #endif
265 >
266 >        // allocate memory for the parallel objects
267 >        atypesLocal.resize(nLocal_);
268 >
269 >        for (int i = 0; i < nLocal_; i++)
270 >                atypesLocal[i] = ff_->getAtomType(idents[i]);
271 >
272 >        groupList_.clear();
273 >        groupList_.resize(nGroups_);
274 >        for (int i = 0; i < nGroups_; i++)
275 >        {
276 >                int gid = cgLocalToGlobal[i];
277 >                for (int j = 0; j < nLocal_; j++)
278 >                {
279 >                        int aid = AtomLocalToGlobal[j];
280 >                        if (globalGroupMembership[aid] == gid)
281 >                        {
282 >                                groupList_[i].push_back(j);
283 >                        }
284 >                }
285 >        }
286 >
287 >        excludesForAtom.clear();
288 >        excludesForAtom.resize(nLocal_);
289 >        toposForAtom.clear();
290 >        toposForAtom.resize(nLocal_);
291 >        topoDist.clear();
292 >        topoDist.resize(nLocal_);
293 >
294 >        for (int i = 0; i < nLocal_; i++)
295 >        {
296 >                int iglob = AtomLocalToGlobal[i];
297 >
298 >                for (int j = 0; j < nLocal_; j++)
299 >                {
300 >                        int jglob = AtomLocalToGlobal[j];
301 >
302 >                        if (excludes->hasPair(iglob, jglob))
303 >                                excludesForAtom[i].push_back(j);
304 >
305 >                        if (oneTwo->hasPair(iglob, jglob))
306 >                        {
307 >                                toposForAtom[i].push_back(j);
308 >                                topoDist[i].push_back(1);
309 >                        } else
310 >                        {
311 >                                if (oneThree->hasPair(iglob, jglob))
312 >                                {
313 >                                        toposForAtom[i].push_back(j);
314 >                                        topoDist[i].push_back(2);
315 >                                } else
316 >                                {
317 >                                        if (oneFour->hasPair(iglob, jglob))
318 >                                        {
319 >                                                toposForAtom[i].push_back(j);
320 >                                                topoDist[i].push_back(3);
321 >                                        }
322 >                                }
323 >                        }
324 >                }
325 >        }
326 >
327 >        Globals* simParams_ = info_->getSimParams();
328 >        if (simParams_->haveNeighborListReorderFreq())
329 >        {
330 >                neighborListReorderFreq = simParams_->getNeighborListReorderFreq();
331 >        } else
332 >        {
333 >                neighborListReorderFreq = 0;
334 >        }
335 >        reorderFreqCounter = 1;
336 >
337 >        createGtypeCutoffMap();
338 >
339 > }
340 >
341 > void ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap() {
342 >
343 >        RealType tol = 1e-6;
344 >        largestRcut_ = 0.0;
345 >        RealType rc;
346 >        int atid;
347 >        set<AtomType*> atypes = info_->getSimulatedAtomTypes();
348 >
349 >        map<int, RealType> atypeCutoff;
350 >
351 >        for (set<AtomType*>::iterator at = atypes.begin(); at != atypes.end(); ++at)
352 >        {
353 >                atid = (*at)->getIdent();
354 >                if (userChoseCutoff_)
355 >                        atypeCutoff[atid] = userCutoff_;
356 >                else
357 >                        atypeCutoff[atid] = interactionMan_->getSuggestedCutoffRadius(*at);
358 >        }
359 >
360 >        vector<RealType> gTypeCutoffs;
361 >        // first we do a single loop over the cutoff groups to find the
362 >        // largest cutoff for any atypes present in this group.
363 > #ifdef IS_MPI
364 >        vector<RealType> groupCutoffRow(nGroupsInRow_, 0.0);
365 >        groupRowToGtype.resize(nGroupsInRow_);
366 >        for (int cg1 = 0; cg1 < nGroupsInRow_; cg1++)
367 >        {
368 >                vector<int> atomListRow = getAtomsInGroupRow(cg1);
369 >                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
370 >                                ia != atomListRow.end(); ++ia)
371 >                {
372 >                        int atom1 = (*ia);
373 >                        atid = identsRow[atom1];
374 >                        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoffRow[cg1])
375 >                        {
376 >                                groupCutoffRow[cg1] = atypeCutoff[atid];
377 >                        }
378 >                }
379 >
380 >                bool gTypeFound = false;
381 >                for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++)
382 >                {
383 >                        if (abs(groupCutoffRow[cg1] - gTypeCutoffs[gt]) < tol)
384 >                        {
385 >                                groupRowToGtype[cg1] = gt;
386 >                                gTypeFound = true;
387 >                        }
388 >                }
389 >                if (!gTypeFound)
390 >                {
391 >                        gTypeCutoffs.push_back( groupCutoffRow[cg1] );
392 >                        groupRowToGtype[cg1] = gTypeCutoffs.size() - 1;
393 >                }
394 >
395 >        }
396 >        vector<RealType> groupCutoffCol(nGroupsInCol_, 0.0);
397 >        groupColToGtype.resize(nGroupsInCol_);
398 >        for (int cg2 = 0; cg2 < nGroupsInCol_; cg2++)
399 >        {
400 >                vector<int> atomListCol = getAtomsInGroupColumn(cg2);
401 >                for (vector<int>::iterator jb = atomListCol.begin();
402 >                                jb != atomListCol.end(); ++jb)
403 >                {
404 >                        int atom2 = (*jb);
405 >                        atid = identsCol[atom2];
406 >                        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoffCol[cg2])
407 >                        {
408 >                                groupCutoffCol[cg2] = atypeCutoff[atid];
409 >                        }
410 >                }
411 >                bool gTypeFound = false;
412 >                for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++)
413 >                {
414 >                        if (abs(groupCutoffCol[cg2] - gTypeCutoffs[gt]) < tol)
415 >                        {
416 >                                groupColToGtype[cg2] = gt;
417 >                                gTypeFound = true;
418 >                        }
419 >                }
420 >                if (!gTypeFound)
421 >                {
422 >                        gTypeCutoffs.push_back( groupCutoffCol[cg2] );
423 >                        groupColToGtype[cg2] = gTypeCutoffs.size() - 1;
424 >                }
425 >        }
426 > #else
427 >
428 >        vector<RealType> groupCutoff(nGroups_, 0.0);
429 >        groupToGtype.resize(nGroups_);
430 >        for (int cg1 = 0; cg1 < nGroups_; cg1++)
431 >        {
432 >                groupCutoff[cg1] = 0.0;
433 >                vector<int> atomList = getAtomsInGroupRow(cg1);
434 >                for (vector<int>::iterator ia = atomList.begin(); ia != atomList.end(); ++ia)
435 >                {
436 >                        int atom1 = (*ia);
437 >                        atid = idents[atom1];
438 >                        if (atypeCutoff[atid] > groupCutoff[cg1])
439 >                                groupCutoff[cg1] = atypeCutoff[atid];
440 >                }
441 >
442 >                bool gTypeFound = false;
443 >                for (int gt = 0; gt < gTypeCutoffs.size(); gt++)
444 >                {
445 >                        if (abs(groupCutoff[cg1] - gTypeCutoffs[gt]) < tol)
446 >                        {
447 >                                groupToGtype[cg1] = gt;
448 >                                gTypeFound = true;
449 >                        }
450 >                }
451 >                if (!gTypeFound)
452 >                {
453 >                        gTypeCutoffs.push_back(groupCutoff[cg1]);
454 >                        groupToGtype[cg1] = gTypeCutoffs.size() - 1;
455 >                }
456 >        }
457 > #endif
458 >
459 >        // Now we find the maximum group cutoff value present in the simulation
460 >
461 >        RealType groupMax = *max_element(gTypeCutoffs.begin(), gTypeCutoffs.end());
462 >
463 > #ifdef IS_MPI
464 >        MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&groupMax, &groupMax, 1, MPI::REALTYPE,
465 >                        MPI::MAX);
466 > #endif
467 >
468 >        RealType tradRcut = groupMax;
469 >
470 >        for (int i = 0; i < gTypeCutoffs.size(); i++)
471 >        {
472 >                for (int j = 0; j < gTypeCutoffs.size(); j++)
473 >                {
474 >                        RealType thisRcut;
475 >                        switch (cutoffPolicy_) {
476 >                        case TRADITIONAL:
477 >                                thisRcut = tradRcut;
478 >                                break;
479 >                        case MIX:
480 >                                thisRcut = 0.5 * (gTypeCutoffs[i] + gTypeCutoffs[j]);
481 >                                break;
482 >                        case MAX:
483 >                                thisRcut = max(gTypeCutoffs[i], gTypeCutoffs[j]);
484 >                                break;
485 >                        default:
486 >                                sprintf(painCave.errMsg, "ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap "
487 >                                        "hit an unknown cutoff policy!\n");
488 >                                painCave.severity = OPENMD_ERROR;
489 >                                painCave.isFatal = 1;
490 >                                simError();
491 >                                break;
492 >                        }
493 >
494 >                        pair<int, int> key = make_pair(i, j);
495 >                        gTypeCutoffMap[key].first = thisRcut;
496 >                        if (thisRcut > largestRcut_)
497 >                                largestRcut_ = thisRcut;
498 >                        gTypeCutoffMap[key].second = thisRcut * thisRcut;
499 >                        gTypeCutoffMap[key].third = pow(thisRcut + skinThickness_, 2);
500 >                        // sanity check
501 >
502 >                        if (userChoseCutoff_)
503 >                        {
504 >                                if (abs(gTypeCutoffMap[key].first - userCutoff_) > 0.0001)
505 >                                {
506 >                                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceMatrixDecomposition::createGtypeCutoffMap "
507 >                                                "user-specified rCut (%lf) does not match computed group Cutoff\n", userCutoff_);
508 >                                        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
509 >                                        painCave.isFatal = 1;
510 >                                        simError();
511 >                                }
512 >                        }
513 >                }
514 >        }
515 > }
516 >
517 > groupCutoffs ForceMatrixDecomposition::getGroupCutoffs(int cg1, int cg2) {
518 >        int i, j;
519 > #ifdef IS_MPI
520 >        i = groupRowToGtype[cg1];
521 >        j = groupColToGtype[cg2];
522 > #else
523 >        i = groupToGtype[cg1];
524 >        j = groupToGtype[cg2];
525 > #endif    
526 >        return gTypeCutoffMap[make_pair(i, j)];
527 > }
528 >
529 > int ForceMatrixDecomposition::getTopologicalDistance(int atom1, int atom2) {
530 >        for (int j = 0; j < toposForAtom[atom1].size(); j++)
531 >        {
532 >                if (toposForAtom[atom1][j] == atom2)
533 >                        return topoDist[atom1][j];
534 >        }
535 >        return 0;
536 > }
537 >
538 > void ForceMatrixDecomposition::zeroWorkArrays() {
539 >        pairwisePot = 0.0;
540 >        embeddingPot = 0.0;
541 >
542 > #ifdef IS_MPI
543 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslForce)
544 >        {
545 >                fill(atomRowData.force.begin(), atomRowData.force.end(), V3Zero);
546 >                fill(atomColData.force.begin(), atomColData.force.end(), V3Zero);
547 >        }
548 >
549 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
550 >        {
551 >                fill(atomRowData.torque.begin(), atomRowData.torque.end(), V3Zero);
552 >                fill(atomColData.torque.begin(), atomColData.torque.end(), V3Zero);
553 >        }
554 >
555 >        fill(pot_row.begin(), pot_row.end(),
556 >                        Vector<RealType, N_INTERACTION_FAMILIES> (0.0));
557 >
558 >        fill(pot_col.begin(), pot_col.end(),
559 >                        Vector<RealType, N_INTERACTION_FAMILIES> (0.0));
560 >
561 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
562 >        {
563 >                fill(atomRowData.particlePot.begin(), atomRowData.particlePot.end(),
564 >                                0.0);
565 >                fill(atomColData.particlePot.begin(), atomColData.particlePot.end(),
566 >                                0.0);
567 >        }
568 >
569 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
570 >        {
571 >                fill(atomRowData.density.begin(), atomRowData.density.end(), 0.0);
572 >                fill(atomColData.density.begin(), atomColData.density.end(), 0.0);
573 >        }
574 >
575 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
576 >        {
577 >                fill(atomRowData.functional.begin(), atomRowData.functional.end(),
578 >                                0.0);
579 >                fill(atomColData.functional.begin(), atomColData.functional.end(),
580 >                                0.0);
581 >        }
582 >
583 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
584 >        {
585 >                fill(atomRowData.functionalDerivative.begin(),
586 >                                atomRowData.functionalDerivative.end(), 0.0);
587 >                fill(atomColData.functionalDerivative.begin(),
588 >                                atomColData.functionalDerivative.end(), 0.0);
589 >        }
590 >
591 >        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
592 >        {
593 >                fill(atomRowData.skippedCharge.begin(),
594 >                                atomRowData.skippedCharge.end(), 0.0);
595 >                fill(atomColData.skippedCharge.begin(),
596 >                                atomColData.skippedCharge.end(), 0.0);
597 >        }
598 >
599   #endif
600 +        // even in parallel, we need to zero out the local arrays:
601  
602 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
603 +        {
604 +                fill(snap_->atomData.particlePot.begin(), snap_->atomData.particlePot.end(), 0.0);
605 +        }
606 +
607 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
608 +        {
609 +                fill(snap_->atomData.density.begin(), snap_->atomData.density.end(), 0.0);
610 +        }
611 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
612 +        {
613 +                fill(snap_->atomData.functional.begin(), snap_->atomData.functional.end(), 0.0);
614 +        }
615 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
616 +        {
617 +                fill(snap_->atomData.functionalDerivative.begin(), snap_->atomData.functionalDerivative.end(), 0.0);
618 +        }
619 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
620 +        {
621 +                fill(snap_->atomData.skippedCharge.begin(), snap_->atomData.skippedCharge.end(), 0.0);
622 +        }
623 +
624 + }
625 +
626 + void ForceMatrixDecomposition::distributeData() {
627 +        snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
628 +        storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
629 + #ifdef IS_MPI
630 +
631 +        // gather up the atomic positions
632 +        AtomPlanVectorRow->gather(snap_->atomData.position,
633 +                        atomRowData.position);
634 +        AtomPlanVectorColumn->gather(snap_->atomData.position,
635 +                        atomColData.position);
636 +
637 +        // gather up the cutoff group positions
638 +
639 +        cerr << "before gather\n";
640 +        for (int i = 0; i < snap_->cgData.position.size(); i++)
641 +        {
642 +                cerr << "cgpos = " << snap_->cgData.position[i] << "\n";
643 +        }
644 +
645 +        cgPlanVectorRow->gather(snap_->cgData.position,
646 +                        cgRowData.position);
647 +
648 +        cerr << "after gather\n";
649 +        for (int i = 0; i < cgRowData.position.size(); i++)
650 +        {
651 +                cerr << "cgRpos = " << cgRowData.position[i] << "\n";
652 +        }
653 +
654 +        cgPlanVectorColumn->gather(snap_->cgData.position,
655 +                        cgColData.position);
656 +        for (int i = 0; i < cgColData.position.size(); i++)
657 +        {
658 +                cerr << "cgCpos = " << cgColData.position[i] << "\n";
659 +        }
660 +
661 +        // if needed, gather the atomic rotation matrices
662 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslAmat)
663 +        {
664 +                AtomPlanMatrixRow->gather(snap_->atomData.aMat,
665 +                                atomRowData.aMat);
666 +                AtomPlanMatrixColumn->gather(snap_->atomData.aMat,
667 +                                atomColData.aMat);
668 +        }
669 +
670 +        // if needed, gather the atomic eletrostatic frames
671 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslElectroFrame)
672 +        {
673 +                AtomPlanMatrixRow->gather(snap_->atomData.electroFrame,
674 +                                atomRowData.electroFrame);
675 +                AtomPlanMatrixColumn->gather(snap_->atomData.electroFrame,
676 +                                atomColData.electroFrame);
677 +        }
678 +
679 + #endif      
680 + }
681 +
682 + /* collects information obtained during the pre-pair loop onto local
683 + * data structures.
684 + */
685 + void ForceMatrixDecomposition::collectIntermediateData() {
686 +        snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
687 +        storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
688 + #ifdef IS_MPI
689 +
690 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
691 +        {
692 +
693 +                AtomPlanRealRow->scatter(atomRowData.density,
694 +                                snap_->atomData.density);
695 +
696 +                int n = snap_->atomData.density.size();
697 +                vector<RealType> rho_tmp(n, 0.0);
698 +                AtomPlanRealColumn->scatter(atomColData.density, rho_tmp);
699 +                for (int i = 0; i < n; i++)
700 +                snap_->atomData.density[i] += rho_tmp[i];
701 +        }
702 + #endif
703 + }
704 +
705 + /*
706 + * redistributes information obtained during the pre-pair loop out to
707 + * row and column-indexed data structures
708 + */
709 + void ForceMatrixDecomposition::distributeIntermediateData() {
710 +        snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
711 +        storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
712 + #ifdef IS_MPI
713 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
714 +        {
715 +                AtomPlanRealRow->gather(snap_->atomData.functional,
716 +                                atomRowData.functional);
717 +                AtomPlanRealColumn->gather(snap_->atomData.functional,
718 +                                atomColData.functional);
719 +        }
720 +
721 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
722 +        {
723 +                AtomPlanRealRow->gather(snap_->atomData.functionalDerivative,
724 +                                atomRowData.functionalDerivative);
725 +                AtomPlanRealColumn->gather(snap_->atomData.functionalDerivative,
726 +                                atomColData.functionalDerivative);
727 +        }
728 + #endif
729 + }
730 +
731 + void ForceMatrixDecomposition::collectData() {
732 +        snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
733 +        storageLayout_ = sman_->getStorageLayout();
734 + #ifdef IS_MPI    
735 +        int n = snap_->atomData.force.size();
736 +        vector<Vector3d> frc_tmp(n, V3Zero);
737 +
738 +        AtomPlanVectorRow->scatter(atomRowData.force, frc_tmp);
739 +        for (int i = 0; i < n; i++)
740 +        {
741 +                snap_->atomData.force[i] += frc_tmp[i];
742 +                frc_tmp[i] = 0.0;
743 +        }
744 +
745 +        AtomPlanVectorColumn->scatter(atomColData.force, frc_tmp);
746 +        for (int i = 0; i < n; i++)
747 +        {
748 +                snap_->atomData.force[i] += frc_tmp[i];
749 +        }
750 +
751 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
752 +        {
753 +
754 +                int nt = snap_->atomData.torque.size();
755 +                vector<Vector3d> trq_tmp(nt, V3Zero);
756 +
757 +                AtomPlanVectorRow->scatter(atomRowData.torque, trq_tmp);
758 +                for (int i = 0; i < nt; i++)
759 +                {
760 +                        snap_->atomData.torque[i] += trq_tmp[i];
761 +                        trq_tmp[i] = 0.0;
762 +                }
763 +
764 +                AtomPlanVectorColumn->scatter(atomColData.torque, trq_tmp);
765 +                for (int i = 0; i < nt; i++)
766 +                snap_->atomData.torque[i] += trq_tmp[i];
767 +        }
768 +
769 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
770 +        {
771 +
772 +                int ns = snap_->atomData.skippedCharge.size();
773 +                vector<RealType> skch_tmp(ns, 0.0);
774 +
775 +                AtomPlanRealRow->scatter(atomRowData.skippedCharge, skch_tmp);
776 +                for (int i = 0; i < ns; i++)
777 +                {
778 +                        snap_->atomData.skippedCharge[i] += skch_tmp[i];
779 +                        skch_tmp[i] = 0.0;
780 +                }
781 +
782 +                AtomPlanRealColumn->scatter(atomColData.skippedCharge, skch_tmp);
783 +                for (int i = 0; i < ns; i++)
784 +                snap_->atomData.skippedCharge[i] += skch_tmp[i];
785 +        }
786 +
787 +        nLocal_ = snap_->getNumberOfAtoms();
788 +
789 +        vector<potVec> pot_temp(nLocal_,
790 +                        Vector<RealType, N_INTERACTION_FAMILIES> (0.0));
791 +
792 +        // scatter/gather pot_row into the members of my column
793 +
794 +        AtomPlanPotRow->scatter(pot_row, pot_temp);
795 +
796 +        for (int ii = 0; ii < pot_temp.size(); ii++ )
797 +        pairwisePot += pot_temp[ii];
798 +
799 +        fill(pot_temp.begin(), pot_temp.end(),
800 +                        Vector<RealType, N_INTERACTION_FAMILIES> (0.0));
801 +
802 +        AtomPlanPotColumn->scatter(pot_col, pot_temp);
803 +
804 +        for (int ii = 0; ii < pot_temp.size(); ii++ )
805 +        pairwisePot += pot_temp[ii];
806 + #endif
807 +
808 +        //      cerr << "pairwisePot = " << pairwisePot << "\n";
809 + }
810 +
811 + int ForceMatrixDecomposition::getNAtomsInRow() {
812 + #ifdef IS_MPI
813 +        return nAtomsInRow_;
814 + #else
815 +        return nLocal_;
816 + #endif
817 + }
818 +
819   /**
820 < * Constructor for ForceDecomposition Parallel Decomposition Method
821 < * Will try to construct a symmetric grid of processors. Ideally, the
822 < * number of processors will be a square ex: 4, 9, 16, 25.
823 < *
824 < */
820 > * returns the list of atoms belonging to this group.
821 > */
822 > vector<int> ForceMatrixDecomposition::getAtomsInGroupRow(int cg1) {
823 > #ifdef IS_MPI
824 >        return groupListRow_[cg1];
825 > #else
826 >        return groupList_[cg1];
827 > #endif
828 > }
829  
830 < ForceDecomposition::ForceDecomposition() {
830 > vector<int> ForceMatrixDecomposition::getAtomsInGroupColumn(int cg2) {
831 > #ifdef IS_MPI
832 >        return groupListCol_[cg2];
833 > #else
834 >        return groupList_[cg2];
835 > #endif
836 > }
837  
838 + Vector3d ForceMatrixDecomposition::getIntergroupVector(int cg1, int cg2) {
839 +        Vector3d d;
840 +
841   #ifdef IS_MPI
842 <  int nProcs = MPI::COMM_WORLD.Get_size();
843 <  int worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
842 >        d = cgColData.position[cg2] - cgRowData.position[cg1];
843 >        cerr << "cg1 = " << cg1 << "\tcg1p = " << cgRowData.position[cg1] << "\n";
844 >        cerr << "cg2 = " << cg2 << "\tcg2p = " << cgColData.position[cg2] << "\n";
845 > #else
846 >        d = snap_->cgData.position[cg2] - snap_->cgData.position[cg1];
847 >        cerr << "cg1 = " << cg1 << "\tcg1p = " << snap_->cgData.position[cg1] << "\n";
848 >        cerr << "cg2 = " << cg2 << "\tcg2p = " << snap_->cgData.position[cg2] << "\n";
849   #endif
850  
851 <  // First time through, construct column stride.
852 <  if (communicators.size() == 0)
853 <  {
108 <    int nColumnsMax = (int) round(sqrt((float) nProcs));
109 <    for (int i = 0; i < nProcs; ++i)
110 <    {
111 <      if (nProcs%i==0) nColumns=i;
112 <    }
851 >        snap_->wrapVector(d);
852 >        return d;
853 > }
854  
855 <    int nRows = nProcs/nColumns;    
856 <    myRank_ = (int) worldRank%nColumns;
857 <  }
858 <  else
859 <  {
860 <    myRank_ = myRank/nColumns;
861 <  }
862 <  MPI::Comm newComm = MPI:COMM_WORLD.Split(myRank_,0);
863 <  
864 <  isColumn_ = false;
865 <  
855 > Vector3d ForceMatrixDecomposition::getIntergroupVector(CutoffGroup *cg1, CutoffGroup *cg2) {
856 >        Vector3d d;
857 >
858 >        d = snap_->cgData.position[cg2->getLocalIndex()] - snap_->cgData.position[cg1->getLocalIndex()];
859 >        /*      cerr << "cg1_gid = " << cg1->getGlobalIndex() << "\tcg1_lid = " << cg1->getLocalIndex() << "\tcg1p = "
860 >         << snap_->cgData.position[cg1->getLocalIndex()] << "\n";
861 >         cerr << "cg2_gid = " << cg2->getGlobalIndex() << "\tcg2_lid = " << cg2->getLocalIndex() << "\tcg2p = "
862 >         << snap_->cgData.position[cg2->getLocalIndex()] << "\n";*/
863 >
864 >        snap_->wrapVector(d);
865 >        return d;
866   }
867  
868 < ForceDecomposition::gather(sendbuf, receivebuf){
869 <  communicators(myIndex_).Allgatherv();
868 > Vector3d ForceMatrixDecomposition::getAtomToGroupVectorRow(int atom1, int cg1) {
869 >
870 >        Vector3d d;
871 >
872 > #ifdef IS_MPI
873 >        d = cgRowData.position[cg1] - atomRowData.position[atom1];
874 > #else
875 >        d = snap_->cgData.position[cg1] - snap_->atomData.position[atom1];
876 > #endif
877 >
878 >        snap_->wrapVector(d);
879 >        return d;
880   }
881  
882 + Vector3d ForceMatrixDecomposition::getAtomToGroupVectorColumn(int atom2, int cg2) {
883 +        Vector3d d;
884  
885 + #ifdef IS_MPI
886 +        d = cgColData.position[cg2] - atomColData.position[atom2];
887 + #else
888 +        d = snap_->cgData.position[cg2] - snap_->atomData.position[atom2];
889 + #endif
890  
891 < ForceDecomposition::scatter(sbuffer, rbuffer){
892 <  communicators(myIndex_).Reduce_scatter(sbuffer, recevbuf. recvcounts, MPI::DOUBLE, MPI::SUM);
891 >        snap_->wrapVector(d);
892 >        return d;
893   }
894  
895 + RealType ForceMatrixDecomposition::getMassFactorRow(int atom1) {
896 + #ifdef IS_MPI
897 +        return massFactorsRow[atom1];
898 + #else
899 +        return massFactors[atom1];
900 + #endif
901 + }
902  
903 + RealType ForceMatrixDecomposition::getMassFactorColumn(int atom2) {
904 + #ifdef IS_MPI
905 +        return massFactorsCol[atom2];
906 + #else
907 +        return massFactors[atom2];
908 + #endif
909 +
910 + }
911 +
912 + Vector3d ForceMatrixDecomposition::getInteratomicVector(int atom1, int atom2) {
913 +        Vector3d d;
914 +
915 + #ifdef IS_MPI
916 +        d = atomColData.position[atom2] - atomRowData.position[atom1];
917 + #else
918 +        d = snap_->atomData.position[atom2] - snap_->atomData.position[atom1];
919 + #endif
920 +
921 +        snap_->wrapVector(d);
922 +        return d;
923 + }
924 +
925 + vector<int> ForceMatrixDecomposition::getExcludesForAtom(int atom1) {
926 +        return excludesForAtom[atom1];
927 + }
928 +
929 + /**
930 + * We need to exclude some overcounted interactions that result from
931 + * the parallel decomposition.
932 + */
933 + bool ForceMatrixDecomposition::skipAtomPair(int atom1, int atom2) {
934 +        int unique_id_1, unique_id_2;
935 +
936 +        //      cerr << "sap with atom1, atom2 =\t" << atom1 << "\t" << atom2 << "\n";
937 + #ifdef IS_MPI
938 +        // in MPI, we have to look up the unique IDs for each atom
939 +        unique_id_1 = AtomRowToGlobal[atom1];
940 +        unique_id_2 = AtomColToGlobal[atom2];
941 +
942 +        cerr << "sap with uid1, uid2 =\t" << unique_id_1 << "\t" << unique_id_2 << "\n";
943 +        // this situation should only arise in MPI simulations
944 +        if (unique_id_1 == unique_id_2) return true;
945 +
946 +        // this prevents us from doing the pair on multiple processors
947 +        if (unique_id_1 < unique_id_2)
948 +        {
949 +                if ((unique_id_1 + unique_id_2) % 2 == 0) return true;
950 +        } else
951 +        {
952 +                if ((unique_id_1 + unique_id_2) % 2 == 1) return true;
953 +        }
954 + #endif
955 +        return false;
956 + }
957 +
958 + /**
959 + * We need to handle the interactions for atoms who are involved in
960 + * the same rigid body as well as some short range interactions
961 + * (bonds, bends, torsions) differently from other interactions.
962 + * We'll still visit the pairwise routines, but with a flag that
963 + * tells those routines to exclude the pair from direct long range
964 + * interactions.  Some indirect interactions (notably reaction
965 + * field) must still be handled for these pairs.
966 + */
967 + bool ForceMatrixDecomposition::excludeAtomPair(int atom1, int atom2) {
968 +        int unique_id_2;
969 + #ifdef IS_MPI
970 +        // in MPI, we have to look up the unique IDs for the row atom.
971 +        unique_id_2 = AtomColToGlobal[atom2];
972 + #else
973 +        // in the normal loop, the atom numbers are unique
974 +        unique_id_2 = atom2;
975 + #endif
976 +
977 +        for (vector<int>::iterator i = excludesForAtom[atom1].begin(); i != excludesForAtom[atom1].end(); ++i)
978 +        {
979 +                if ((*i) == unique_id_2)
980 +                        return true;
981 +        }
982 +
983 +        return false;
984 + }
985 +
986 + void ForceMatrixDecomposition::addForceToAtomRow(int atom1, Vector3d fg) {
987 + #ifdef IS_MPI
988 +        atomRowData.force[atom1] += fg;
989 + #else
990 +        snap_->atomData.force[atom1] += fg;
991 + #endif
992 + }
993 +
994 + void ForceMatrixDecomposition::addForceToAtomRowOMP(int atom1, Vector3d fg) {
995 +        #pragma omp critical
996 +        {
997 +                snap_->atomData.force[atom1] += fg;
998 +        }
999 + }
1000 +
1001 + void ForceMatrixDecomposition::addForceToAtomColumn(int atom2, Vector3d fg) {
1002 + #ifdef IS_MPI
1003 +        atomColData.force[atom2] += fg;
1004 + #else
1005 +        snap_->atomData.force[atom2] += fg;
1006 + #endif
1007 + }
1008 +
1009 + void ForceMatrixDecomposition::addForceToAtomColumnOMP(int atom2, Vector3d fg) {
1010 +        #pragma omp critical
1011 +        {
1012 +                snap_->atomData.force[atom2] += fg;
1013 +        }
1014 + }
1015 +
1016 + // filling interaction blocks with pointers
1017 + void ForceMatrixDecomposition::fillInteractionData(InteractionData &idat, int atom1, int atom2) {
1018 +
1019 +        idat.excluded = excludeAtomPair(atom1, atom2);
1020 +
1021 + #ifdef IS_MPI
1022 +        idat.atypes = make_pair( atypesRow[atom1], atypesCol[atom2]);
1023 +        //idat.atypes = make_pair( ff_->getAtomType(identsRow[atom1]),
1024 +        //                         ff_->getAtomType(identsCol[atom2]) );
1025 +
1026 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslAmat)
1027 +        {
1028 +                idat.A1 = &(atomRowData.aMat[atom1]);
1029 +                idat.A2 = &(atomColData.aMat[atom2]);
1030 +        }
1031 +
1032 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslElectroFrame)
1033 +        {
1034 +                idat.eFrame1 = &(atomRowData.electroFrame[atom1]);
1035 +                idat.eFrame2 = &(atomColData.electroFrame[atom2]);
1036 +        }
1037 +
1038 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
1039 +        {
1040 +                idat.t1 = &(atomRowData.torque[atom1]);
1041 +                idat.t2 = &(atomColData.torque[atom2]);
1042 +        }
1043 +
1044 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
1045 +        {
1046 +                idat.rho1 = &(atomRowData.density[atom1]);
1047 +                idat.rho2 = &(atomColData.density[atom2]);
1048 +        }
1049 +
1050 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
1051 +        {
1052 +                idat.frho1 = &(atomRowData.functional[atom1]);
1053 +                idat.frho2 = &(atomColData.functional[atom2]);
1054 +        }
1055 +
1056 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
1057 +        {
1058 +                idat.dfrho1 = &(atomRowData.functionalDerivative[atom1]);
1059 +                idat.dfrho2 = &(atomColData.functionalDerivative[atom2]);
1060 +        }
1061 +
1062 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
1063 +        {
1064 +                idat.particlePot1 = &(atomRowData.particlePot[atom1]);
1065 +                idat.particlePot2 = &(atomColData.particlePot[atom2]);
1066 +        }
1067 +
1068 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
1069 +        {
1070 +                idat.skippedCharge1 = &(atomRowData.skippedCharge[atom1]);
1071 +                idat.skippedCharge2 = &(atomColData.skippedCharge[atom2]);
1072 +        }
1073 +
1074 + #else
1075 +
1076 +        idat.atypes = make_pair(atypesLocal[atom1], atypesLocal[atom2]);
1077 +        //idat.atypes = make_pair( ff_->getAtomType(idents[atom1]),
1078 +        //                         ff_->getAtomType(idents[atom2]) );
1079 +
1080 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslAmat)
1081 +        {
1082 +                idat.A1 = &(snap_->atomData.aMat[atom1]);
1083 +                idat.A2 = &(snap_->atomData.aMat[atom2]);
1084 +        }
1085 +
1086 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslElectroFrame)
1087 +        {
1088 +                idat.eFrame1 = &(snap_->atomData.electroFrame[atom1]);
1089 +                idat.eFrame2 = &(snap_->atomData.electroFrame[atom2]);
1090 +        }
1091 +
1092 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
1093 +        {
1094 +                idat.t1 = &(snap_->atomData.torque[atom1]);
1095 +                idat.t2 = &(snap_->atomData.torque[atom2]);
1096 +        }
1097 +
1098 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
1099 +        {
1100 +                idat.rho1 = &(snap_->atomData.density[atom1]);
1101 +                idat.rho2 = &(snap_->atomData.density[atom2]);
1102 +        }
1103 +
1104 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
1105 +        {
1106 +                idat.frho1 = &(snap_->atomData.functional[atom1]);
1107 +                idat.frho2 = &(snap_->atomData.functional[atom2]);
1108 +        }
1109 +
1110 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
1111 +        {
1112 +                idat.dfrho1 = &(snap_->atomData.functionalDerivative[atom1]);
1113 +                idat.dfrho2 = &(snap_->atomData.functionalDerivative[atom2]);
1114 +        }
1115 +
1116 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
1117 +        {
1118 +                idat.particlePot1 = &(snap_->atomData.particlePot[atom1]);
1119 +                idat.particlePot2 = &(snap_->atomData.particlePot[atom2]);
1120 +        }
1121 +
1122 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
1123 +        {
1124 +                idat.skippedCharge1 = &(snap_->atomData.skippedCharge[atom1]);
1125 +                idat.skippedCharge2 = &(snap_->atomData.skippedCharge[atom2]);
1126 +        }
1127 + #endif
1128 + }
1129 +
1130 + // filling interaction blocks with pointers
1131 + void ForceMatrixDecomposition::fillInteractionDataOMP(InteractionDataPrv &idat, int atom1, int atom2) {
1132 +
1133 +        idat.excluded = excludeAtomPair(atom1, atom2);
1134 +
1135 + #ifdef IS_MPI
1136 +        idat.atypes = make_pair( atypesRow[atom1], atypesCol[atom2]);
1137 +        //idat.atypes = make_pair( ff_->getAtomType(identsRow[atom1]),
1138 +        //                         ff_->getAtomType(identsCol[atom2]) );
1139 +
1140 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslAmat)
1141 +        {
1142 +                idat.A1 = &(atomRowData.aMat[atom1]);
1143 +                idat.A2 = &(atomColData.aMat[atom2]);
1144 +        }
1145 +
1146 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslElectroFrame)
1147 +        {
1148 +                idat.eFrame1 = &(atomRowData.electroFrame[atom1]);
1149 +                idat.eFrame2 = &(atomColData.electroFrame[atom2]);
1150 +        }
1151 +
1152 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
1153 +        {
1154 +                idat.t1 = &(atomRowData.torque[atom1]);
1155 +                idat.t2 = &(atomColData.torque[atom2]);
1156 +        }
1157 +
1158 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
1159 +        {
1160 +                idat.rho1 = &(atomRowData.density[atom1]);
1161 +                idat.rho2 = &(atomColData.density[atom2]);
1162 +        }
1163 +
1164 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
1165 +        {
1166 +                idat.frho1 = &(atomRowData.functional[atom1]);
1167 +                idat.frho2 = &(atomColData.functional[atom2]);
1168 +        }
1169 +
1170 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
1171 +        {
1172 +                idat.dfrho1 = &(atomRowData.functionalDerivative[atom1]);
1173 +                idat.dfrho2 = &(atomColData.functionalDerivative[atom2]);
1174 +        }
1175 +
1176 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
1177 +        {
1178 +                idat.particlePot1 = &(atomRowData.particlePot[atom1]);
1179 +                idat.particlePot2 = &(atomColData.particlePot[atom2]);
1180 +        }
1181 +
1182 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
1183 +        {
1184 +                idat.skippedCharge1 = &(atomRowData.skippedCharge[atom1]);
1185 +                idat.skippedCharge2 = &(atomColData.skippedCharge[atom2]);
1186 +        }
1187 +
1188 + #else
1189 +
1190 +        idat.atypes = make_pair(atypesLocal[atom1], atypesLocal[atom2]);
1191 +        //idat.atypes = make_pair( ff_->getAtomType(idents[atom1]),
1192 +        //                         ff_->getAtomType(idents[atom2]) );
1193 +
1194 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslAmat)
1195 +        {
1196 +                idat.A1 = &(snap_->atomData.aMat[atom1]);
1197 +                idat.A2 = &(snap_->atomData.aMat[atom2]);
1198 +        }
1199 +
1200 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslElectroFrame)
1201 +        {
1202 +                idat.eFrame1 = &(snap_->atomData.electroFrame[atom1]);
1203 +                idat.eFrame2 = &(snap_->atomData.electroFrame[atom2]);
1204 +        }
1205 +
1206 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslTorque)
1207 +        {
1208 +                idat.t1 = &(snap_->atomData.torque[atom1]);
1209 +                idat.t2 = &(snap_->atomData.torque[atom2]);
1210 +        }
1211 +
1212 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslDensity)
1213 +        {
1214 +                idat.rho1 = &(snap_->atomData.density[atom1]);
1215 +                idat.rho2 = &(snap_->atomData.density[atom2]);
1216 +        }
1217 +
1218 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctional)
1219 +        {
1220 +                idat.frho1 = &(snap_->atomData.functional[atom1]);
1221 +                idat.frho2 = &(snap_->atomData.functional[atom2]);
1222 +        }
1223 +
1224 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslFunctionalDerivative)
1225 +        {
1226 +                idat.dfrho1 = &(snap_->atomData.functionalDerivative[atom1]);
1227 +                idat.dfrho2 = &(snap_->atomData.functionalDerivative[atom2]);
1228 +        }
1229 +
1230 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslParticlePot)
1231 +        {
1232 +                idat.particlePot1 = &(snap_->atomData.particlePot[atom1]);
1233 +                idat.particlePot2 = &(snap_->atomData.particlePot[atom2]);
1234 +        }
1235 +
1236 +        if (storageLayout_ & DataStorage::dslSkippedCharge)
1237 +        {
1238 +                idat.skippedCharge1 = &(snap_->atomData.skippedCharge[atom1]);
1239 +                idat.skippedCharge2 = &(snap_->atomData.skippedCharge[atom2]);
1240 +        }
1241 + #endif
1242 + }
1243 +
1244 + void ForceMatrixDecomposition::unpackInteractionData(InteractionData &idat, int atom1, int atom2) {
1245 + #ifdef IS_MPI
1246 +        pot_row[atom1] += 0.5 * *(idat.pot);
1247 +        pot_col[atom2] += 0.5 * *(idat.pot);
1248 +
1249 +        atomRowData.force[atom1] += *(idat.f1);
1250 +        atomColData.force[atom2] -= *(idat.f1);
1251 + #else
1252 +        pairwisePot += *(idat.pot);
1253 +
1254 +        snap_->atomData.force[atom1] += *(idat.f1);
1255 +        snap_->atomData.force[atom2] -= *(idat.f1);
1256 + #endif
1257 +
1258 + }
1259 +
1260 + void ForceMatrixDecomposition::unpackInteractionDataOMP(InteractionDataPrv &idat, int atom1, int atom2) {
1261 + #pragma omp critical
1262 +        {
1263 +                pairwisePot += idat.pot;
1264 +
1265 +                snap_->atomData.force[atom1] += idat.f1;
1266 +                snap_->atomData.force[atom2] -= idat.f1;
1267 +        }
1268 + }
1269 +
1270 + void ForceMatrixDecomposition::reorderGroupCutoffs(vector<int> &order) {
1271 +        vector<int> tmp = vector<int> (groupToGtype.size());
1272 +
1273 +        for (int i = 0; i < groupToGtype.size(); ++i)
1274 +        {
1275 +                tmp[i] = groupToGtype[i];
1276 +        }
1277 +
1278 +        for (int i = 0; i < groupToGtype.size(); ++i)
1279 +        {
1280 +                groupToGtype[i] = tmp[order[i]];
1281 +        }
1282 + }
1283 +
1284 + void ForceMatrixDecomposition::reorderPosition(vector<int> &order) {
1285 +        Snapshot* snap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1286 +        DataStorage* cgConfig = &(snap_->cgData);
1287 +        vector<Vector3d> tmp = vector<Vector3d> (nGroups_);
1288 +
1289 +        for (int i = 0; i < nGroups_; ++i)
1290 +        {
1291 +                tmp[i] = snap_->cgData.position[i];
1292 +        }
1293 +
1294 +        vector<int> mapPos = vector<int> (nGroups_);
1295 +        for (int i = 0; i < nGroups_; ++i)
1296 +        {
1297 +                snap_->cgData.position[i] = tmp[order[i]];
1298 +                mapPos[order[i]] = i;
1299 +        }
1300 +
1301 +        SimInfo::MoleculeIterator mi;
1302 +        Molecule* mol;
1303 +        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
1304 +        CutoffGroup* cg;
1305 +
1306 +        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1307 +        {
1308 +                for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
1309 +                {
1310 +                        cg->setLocalIndex(mapPos[cg->getLocalIndex()]);
1311 +                }
1312 +        }
1313 +
1314 +        /*      if (info_->getNCutoffGroups() > 0)
1315 +         {
1316 +         for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1317 +         {
1318 +         for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
1319 +         {
1320 +         printf("gbI:%d locI:%d x:%f y:%f z:%f\n", cg->getGlobalIndex(), cg->getLocalIndex(),
1321 +         cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].x(), cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].y(),
1322 +         cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].z());
1323 +         }
1324 +         }
1325 +         } else
1326 +         {
1327 +         // center of mass of the group is the same as position of the atom
1328 +         // if cutoff group does not exist
1329 +         printf("ERROR!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!\n");
1330 +         //                     cgConfig->position = config->position;
1331 +         }*/
1332 + }
1333 +
1334 + void ForceMatrixDecomposition::reorderGroupList(vector<int> &order) {
1335 +        vector<vector<int> > tmp = vector<vector<int> > (groupList_.size());
1336 +
1337 +        for (int i = 0; i < groupList_.size(); ++i)
1338 +        {
1339 +                tmp[i] = groupList_[i];
1340 +        }
1341 +
1342 +        for (int i = 0; i < groupList_.size(); ++i)
1343 +        {
1344 +                groupList_[i] = tmp[order[i]];
1345 +        }
1346 + }
1347 +
1348 + void ForceMatrixDecomposition::reorderMemory(vector<vector<CutoffGroup *> > &H_c_l) {
1349 +        int n = 0;
1350 +        //      printf("Reorder memory time:%f!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!\n",
1351 +        //                      info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot()->getTime());
1352 +
1353 +        /* record the reordered atom indices */
1354 +        vector<int> k = vector<int> (nGroups_);
1355 +
1356 +        for (int c = 0; c < H_c_l.size(); ++c)
1357 +        {
1358 +                for (vector<CutoffGroup *>::iterator cg = H_c_l[c].begin(); cg != H_c_l[c].end(); ++cg)
1359 +                {
1360 +                        int i = (*cg)->getGlobalIndex();
1361 +                        k[n] = i;
1362 +                        ++n;
1363 +                }
1364 +        }
1365 +
1366 +        //      reorderGroupCutoffs(k);
1367 +        //      reorderGroupList(k);
1368 +        reorderPosition(k);
1369 + }
1370 +
1371 + vector<vector<CutoffGroup *> > ForceMatrixDecomposition::buildLayerBasedNeighborList() {
1372 +        //      printf("buildLayerBasedNeighborList; nGroups:%d\n", nGroups_);
1373 +        // Na = nGroups_
1374 +        /* cell occupancy counter */
1375 +        //      vector<int> k_c;
1376 +        /* c_i - has cell containing atom i (size Na) */
1377 +        vector<int> c = vector<int> (nGroups_);
1378 +        /* l_i - layer containing atom i (size Na) */
1379 +        //      vector<int> l;
1380 +
1381 +        RealType rList_ = (largestRcut_ + skinThickness_);
1382 +        Snapshot* snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
1383 +        Mat3x3d Hmat = snap_->getHmat();
1384 +        Vector3d Hx = Hmat.getColumn(0);
1385 +        Vector3d Hy = Hmat.getColumn(1);
1386 +        Vector3d Hz = Hmat.getColumn(2);
1387 +
1388 +        nCells_.x() = (int) (Hx.length()) / rList_;
1389 +        nCells_.y() = (int) (Hy.length()) / rList_;
1390 +        nCells_.z() = (int) (Hz.length()) / rList_;
1391 +
1392 +        Mat3x3d invHmat = snap_->getInvHmat();
1393 +        Vector3d rs, scaled, dr;
1394 +        Vector3i whichCell;
1395 +        int cellIndex;
1396 +        int nCtot = nCells_.x() * nCells_.y() * nCells_.z();
1397 +
1398 +        //      k_c = vector<int> (nCtot, 0);
1399 +
1400 +        SimInfo::MoleculeIterator mi;
1401 +        Molecule* mol;
1402 +        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
1403 +        CutoffGroup* cg;
1404 +
1405 +        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1406 +        {
1407 +                for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
1408 +                {
1409 +                        rs = snap_->cgData.position[cg->getLocalIndex()];
1410 +
1411 +                        // scaled positions relative to the box vectors
1412 +                        scaled = invHmat * rs;
1413 +
1414 +                        // wrap the vector back into the unit box by subtracting integer box
1415 +                        // numbers
1416 +                        for (int j = 0; j < 3; j++)
1417 +                        {
1418 +                                scaled[j] -= roundMe(scaled[j]);
1419 +                                scaled[j] += 0.5;
1420 +                        }
1421 +
1422 +                        // find xyz-indices of cell that cutoffGroup is in.
1423 +                        whichCell.x() = nCells_.x() * scaled.x();
1424 +                        whichCell.y() = nCells_.y() * scaled.y();
1425 +                        whichCell.z() = nCells_.z() * scaled.z();
1426 +
1427 +                        //                      printf("pos x:%f y:%f z:%f cell x:%d y:%d z:%d\n", rs.x(), rs.y(), rs.z(), whichCell.x(), whichCell.y(),
1428 +                        //                                      whichCell.z());
1429 +
1430 +                        // find single index of this cell:
1431 +                        cellIndex = Vlinear(whichCell, nCells_);
1432 +
1433 +                        c[cg->getGlobalIndex()] = cellIndex;
1434 +                }
1435 +        }
1436 +
1437 +        //      int k_c_curr;
1438 +        //      int k_c_max = 0;
1439 +        /* the cell-layer occupancy matrix */
1440 +        vector<vector<CutoffGroup *> > H_c_l = vector<vector<CutoffGroup *> > (nCtot);
1441 +
1442 +        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1443 +        {
1444 +                for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
1445 +
1446 +                {
1447 +                        //                      k_c_curr = ++k_c[c[cg1->getGlobalIndex()]];
1448 +                        //                      l.push_back(k_c_curr);
1449 +                        //
1450 +                        //                      /* determines the number of layers in use */
1451 +                        //                      if (k_c_max < k_c_curr)
1452 +                        //                      {
1453 +                        //                              k_c_max = k_c_curr;
1454 +                        //                      }
1455 +                        H_c_l[c[cg->getGlobalIndex()]].push_back(/*l[*/cg/*]*/);
1456 +                }
1457 +        }
1458 +
1459 +        /* Frequency of reordering the memory */
1460 +        if (neighborListReorderFreq != 0)
1461 +        {
1462 +                if (reorderFreqCounter == neighborListReorderFreq)
1463 +                {
1464 +                        //printf("neighborListReorderFreq:%d\n", neighborListReorderFreq);
1465 +                        reorderMemory(H_c_l);
1466 +                        reorderFreqCounter = 1;
1467 +                } else
1468 +                {
1469 +                        reorderFreqCounter++;
1470 +                }
1471 +        }
1472 +
1473 +        int m;
1474 +        /* the neighbor matrix */
1475 +        vector<vector<CutoffGroup *> > neighborMatW = vector<vector<CutoffGroup *> > (nGroups_);
1476 +
1477 +        groupCutoffs cuts;
1478 +        CutoffGroup *cg1;
1479 +
1480 +        /* loops over objects(atoms, rigidBodies, cutoffGroups, etc.) */
1481 +        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1482 +        {
1483 +                for (cg1 = mol->beginCutoffGroup(ci); cg1 != NULL; cg1 = mol->nextCutoffGroup(ci))
1484 +                {
1485 +                        /* c' */
1486 +                        int c1 = c[cg1->getGlobalIndex()];
1487 +                        Vector3i c1v = idxToV(c1, nCells_);
1488 +
1489 +                        /* loops over the neighboring cells c'' */
1490 +                        for (vector<Vector3i>::iterator os = cellOffsets_.begin(); os != cellOffsets_.end(); ++os)
1491 +                        {
1492 +                                Vector3i c2v = c1v + (*os);
1493 +
1494 +                                if (c2v.x() >= nCells_.x())
1495 +                                {
1496 +                                        c2v.x() = 0;
1497 +                                } else if (c2v.x() < 0)
1498 +                                {
1499 +                                        c2v.x() = nCells_.x() - 1;
1500 +                                }
1501 +
1502 +                                if (c2v.y() >= nCells_.y())
1503 +                                {
1504 +                                        c2v.y() = 0;
1505 +                                } else if (c2v.y() < 0)
1506 +                                {
1507 +                                        c2v.y() = nCells_.y() - 1;
1508 +                                }
1509 +
1510 +                                if (c2v.z() >= nCells_.z())
1511 +                                {
1512 +                                        c2v.z() = 0;
1513 +                                } else if (c2v.z() < 0)
1514 +                                {
1515 +                                        c2v.z() = nCells_.z() - 1;
1516 +                                }
1517 +
1518 +                                int c2 = Vlinear(c2v, nCells_);
1519 +                                /* loops over layers l to access the neighbor atoms */
1520 +                                for (vector<CutoffGroup *>::iterator cg2 = H_c_l[c2].begin(); cg2 != H_c_l[c2].end(); ++cg2)
1521 +                                {
1522 +                                        //                              if i'' = 0 then break // doesn't apply to vector implementation of matrix
1523 +                                        //                              if(i != *j)
1524 +                                        if (c2 != c1 || (*cg2)->getGlobalIndex() < cg1->getGlobalIndex())
1525 +                                        {
1526 +                                                dr = snap_->cgData.position[(*cg2)->getLocalIndex()] - snap_->cgData.position[cg1->getLocalIndex()];
1527 +                                                snap_->wrapVector(dr);
1528 +                                                cuts = getGroupCutoffs(cg1->getGlobalIndex(), (*cg2)->getGlobalIndex());
1529 +                                                if (dr.lengthSquare() < cuts.third)
1530 +                                                {
1531 +                                                        /* transposed version of Rapaport W mat, to occupy successive memory locations on CPU */
1532 +                                                        neighborMatW[cg1->getGlobalIndex()].push_back((*cg2));
1533 +                                                }
1534 +                                        }
1535 +                                }
1536 +                        }
1537 +                }
1538 +        }
1539 +
1540 +        // save the local cutoff group positions for the check that is
1541 +        // done on each loop:
1542 +        saved_CG_positions_.clear();
1543 +        for (int i = 0; i < nGroups_; i++)
1544 +                saved_CG_positions_.push_back(snap_->cgData.position[i]);
1545 +
1546 +        return neighborMatW;
1547 + }
1548 +
1549 + /*
1550 + * buildNeighborList
1551 + *
1552 + * first element of pair is row-indexed CutoffGroup
1553 + * second element of pair is column-indexed CutoffGroup
1554 + */
1555 + vector<pair<int, int> > ForceMatrixDecomposition::buildNeighborList() {
1556 +
1557 +        vector<pair<int, int> > neighborList;
1558 +        groupCutoffs cuts;
1559 +        bool doAllPairs = false;
1560 +
1561 + #ifdef IS_MPI
1562 +        cellListRow_.clear();
1563 +        cellListCol_.clear();
1564 + #else
1565 +        cellList_.clear();
1566 + #endif
1567 +
1568 +        RealType rList_ = (largestRcut_ + skinThickness_);
1569 +        RealType rl2 = rList_ * rList_;
1570 +        Snapshot* snap_ = sman_->getCurrentSnapshot();
1571 +        Mat3x3d Hmat = snap_->getHmat();
1572 +        Vector3d Hx = Hmat.getColumn(0);
1573 +        Vector3d Hy = Hmat.getColumn(1);
1574 +        Vector3d Hz = Hmat.getColumn(2);
1575 +
1576 +        nCells_.x() = (int) (Hx.length()) / rList_;
1577 +        nCells_.y() = (int) (Hy.length()) / rList_;
1578 +        nCells_.z() = (int) (Hz.length()) / rList_;
1579 +
1580 +        // handle small boxes where the cell offsets can end up repeating cells
1581 +
1582 +        if (nCells_.x() < 3)
1583 +                doAllPairs = true;
1584 +        if (nCells_.y() < 3)
1585 +                doAllPairs = true;
1586 +        if (nCells_.z() < 3)
1587 +                doAllPairs = true;
1588 +
1589 +        Mat3x3d invHmat = snap_->getInvHmat();
1590 +        Vector3d rs, scaled, dr;
1591 +        Vector3i whichCell;
1592 +        int cellIndex;
1593 +        int nCtot = nCells_.x() * nCells_.y() * nCells_.z();
1594 +
1595 + #ifdef IS_MPI
1596 +        cellListRow_.resize(nCtot);
1597 +        cellListCol_.resize(nCtot);
1598 + #else
1599 +        cellList_.resize(nCtot);
1600 + #endif
1601 +
1602 +        if (!doAllPairs)
1603 +        {
1604 + #ifdef IS_MPI
1605 +
1606 +                for (int i = 0; i < nGroupsInRow_; i++)
1607 +                {
1608 +                        rs = cgRowData.position[i];
1609 +
1610 +                        // scaled positions relative to the box vectors
1611 +                        scaled = invHmat * rs;
1612 +
1613 +                        // wrap the vector back into the unit box by subtracting integer box
1614 +                        // numbers
1615 +                        for (int j = 0; j < 3; j++)
1616 +                        {
1617 +                                scaled[j] -= roundMe(scaled[j]);
1618 +                                scaled[j] += 0.5;
1619 +                        }
1620 +
1621 +                        // find xyz-indices of cell that cutoffGroup is in.
1622 +                        whichCell.x() = nCells_.x() * scaled.x();
1623 +                        whichCell.y() = nCells_.y() * scaled.y();
1624 +                        whichCell.z() = nCells_.z() * scaled.z();
1625 +
1626 +                        // find single index of this cell:
1627 +                        cellIndex = Vlinear(whichCell, nCells_);
1628 +
1629 +                        // add this cutoff group to the list of groups in this cell;
1630 +                        cellListRow_[cellIndex].push_back(i);
1631 +                }
1632 +                for (int i = 0; i < nGroupsInCol_; i++)
1633 +                {
1634 +                        rs = cgColData.position[i];
1635 +
1636 +                        // scaled positions relative to the box vectors
1637 +                        scaled = invHmat * rs;
1638 +
1639 +                        // wrap the vector back into the unit box by subtracting integer box
1640 +                        // numbers
1641 +                        for (int j = 0; j < 3; j++)
1642 +                        {
1643 +                                scaled[j] -= roundMe(scaled[j]);
1644 +                                scaled[j] += 0.5;
1645 +                        }
1646 +
1647 +                        // find xyz-indices of cell that cutoffGroup is in.
1648 +                        whichCell.x() = nCells_.x() * scaled.x();
1649 +                        whichCell.y() = nCells_.y() * scaled.y();
1650 +                        whichCell.z() = nCells_.z() * scaled.z();
1651 +
1652 +                        // find single index of this cell:
1653 +                        cellIndex = Vlinear(whichCell, nCells_);
1654 +
1655 +                        // add this cutoff group to the list of groups in this cell;
1656 +                        cellListCol_[cellIndex].push_back(i);
1657 +                }
1658 + #else
1659 +                for (int i = 0; i < nGroups_; i++)
1660 +                {
1661 +                        rs = snap_->cgData.position[i];
1662 +
1663 +                        // scaled positions relative to the box vectors
1664 +                        scaled = invHmat * rs;
1665 +
1666 +                        // wrap the vector back into the unit box by subtracting integer box
1667 +                        // numbers
1668 +                        for (int j = 0; j < 3; j++)
1669 +                        {
1670 +                                scaled[j] -= roundMe(scaled[j]);
1671 +                                scaled[j] += 0.5;
1672 +                        }
1673 +
1674 +                        // find xyz-indices of cell that cutoffGroup is in.
1675 +                        whichCell.x() = nCells_.x() * scaled.x();
1676 +                        whichCell.y() = nCells_.y() * scaled.y();
1677 +                        whichCell.z() = nCells_.z() * scaled.z();
1678 +
1679 +                        // find single index of this cell:
1680 +                        cellIndex = Vlinear(whichCell, nCells_);
1681 +
1682 +                        // add this cutoff group to the list of groups in this cell;
1683 +                        cellList_[cellIndex].push_back(i);
1684 +                }
1685 + #endif
1686 +
1687 +                for (int m1z = 0; m1z < nCells_.z(); m1z++)
1688 +                {
1689 +                        for (int m1y = 0; m1y < nCells_.y(); m1y++)
1690 +                        {
1691 +                                for (int m1x = 0; m1x < nCells_.x(); m1x++)
1692 +                                {
1693 +                                        Vector3i m1v(m1x, m1y, m1z);
1694 +                                        int m1 = Vlinear(m1v, nCells_);
1695 +
1696 +                                        for (vector<Vector3i>::iterator os = cellOffsets_.begin(); os != cellOffsets_.end(); ++os)
1697 +                                        {
1698 +
1699 +                                                Vector3i m2v = m1v + (*os);
1700 +
1701 +                                                if (m2v.x() >= nCells_.x())
1702 +                                                {
1703 +                                                        m2v.x() = 0;
1704 +                                                } else if (m2v.x() < 0)
1705 +                                                {
1706 +                                                        m2v.x() = nCells_.x() - 1;
1707 +                                                }
1708 +
1709 +                                                if (m2v.y() >= nCells_.y())
1710 +                                                {
1711 +                                                        m2v.y() = 0;
1712 +                                                } else if (m2v.y() < 0)
1713 +                                                {
1714 +                                                        m2v.y() = nCells_.y() - 1;
1715 +                                                }
1716 +
1717 +                                                if (m2v.z() >= nCells_.z())
1718 +                                                {
1719 +                                                        m2v.z() = 0;
1720 +                                                } else if (m2v.z() < 0)
1721 +                                                {
1722 +                                                        m2v.z() = nCells_.z() - 1;
1723 +                                                }
1724 +
1725 +                                                int m2 = Vlinear(m2v, nCells_);
1726 +
1727 + #ifdef IS_MPI
1728 +                                                for (vector<int>::iterator j1 = cellListRow_[m1].begin();
1729 +                                                                j1 != cellListRow_[m1].end(); ++j1)
1730 +                                                {
1731 +                                                        for (vector<int>::iterator j2 = cellListCol_[m2].begin();
1732 +                                                                        j2 != cellListCol_[m2].end(); ++j2)
1733 +                                                        {
1734 +
1735 +                                                                // In parallel, we need to visit *all* pairs of row &
1736 +                                                                // column indicies and will truncate later on.
1737 +                                                                dr = cgColData.position[(*j2)] - cgRowData.position[(*j1)];
1738 +                                                                snap_->wrapVector(dr);
1739 +                                                                cuts = getGroupCutoffs( (*j1), (*j2) );
1740 +                                                                if (dr.lengthSquare() < cuts.third)
1741 +                                                                {
1742 +                                                                        neighborList.push_back(make_pair((*j1), (*j2)));
1743 +                                                                }
1744 +                                                        }
1745 +                                                }
1746 + #else
1747 +
1748 +                                                for (vector<int>::iterator j1 = cellList_[m1].begin(); j1 != cellList_[m1].end(); ++j1)
1749 +                                                {
1750 +                                                        for (vector<int>::iterator j2 = cellList_[m2].begin(); j2 != cellList_[m2].end(); ++j2)
1751 +                                                        {
1752 +
1753 +                                                                // Always do this if we're in different cells or if
1754 +                                                                // we're in the same cell and the global index of the
1755 +                                                                // j2 cutoff group is less than the j1 cutoff group
1756 +
1757 +                                                                if (m2 != m1 || (*j2) < (*j1))
1758 +                                                                {
1759 +                                                                        dr = snap_->cgData.position[(*j2)] - snap_->cgData.position[(*j1)];
1760 +                                                                        snap_->wrapVector(dr);
1761 +                                                                        cuts = getGroupCutoffs((*j1), (*j2));
1762 +                                                                        if (dr.lengthSquare() < cuts.third)
1763 +                                                                        {
1764 +                                                                                neighborList.push_back(make_pair((*j1), (*j2)));
1765 +                                                                        }
1766 +                                                                }
1767 +                                                        }
1768 +                                                }
1769 + #endif
1770 +                                        }
1771 +                                }
1772 +                        }
1773 +                }
1774 +        } else
1775 +        {
1776 +                // branch to do all cutoff group pairs
1777 + #ifdef IS_MPI
1778 +                for (int j1 = 0; j1 < nGroupsInRow_; j1++)
1779 +                {
1780 +                        for (int j2 = 0; j2 < nGroupsInCol_; j2++)
1781 +                        {
1782 +                                dr = cgColData.position[j2] - cgRowData.position[j1];
1783 +                                snap_->wrapVector(dr);
1784 +                                cuts = getGroupCutoffs( j1, j2 );
1785 +                                if (dr.lengthSquare() < cuts.third)
1786 +                                {
1787 +                                        neighborList.push_back(make_pair(j1, j2));
1788 +                                }
1789 +                        }
1790 +                }
1791 + #else
1792 +                for (int j1 = 0; j1 < nGroups_ - 1; j1++)
1793 +                {
1794 +                        for (int j2 = j1 + 1; j2 < nGroups_; j2++)
1795 +                        {
1796 +                                dr = snap_->cgData.position[j2] - snap_->cgData.position[j1];
1797 +                                snap_->wrapVector(dr);
1798 +                                cuts = getGroupCutoffs(j1, j2);
1799 +                                if (dr.lengthSquare() < cuts.third)
1800 +                                {
1801 +                                        neighborList.push_back(make_pair(j1, j2));
1802 +                                }
1803 +                        }
1804 +                }
1805 + #endif
1806 +        }
1807 +
1808 +        // save the local cutoff group positions for the check that is
1809 +        // done on each loop:
1810 +        saved_CG_positions_.clear();
1811 +        for (int i = 0; i < nGroups_; i++)
1812 +                saved_CG_positions_.push_back(snap_->cgData.position[i]);
1813 +
1814 +        return neighborList;
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