La fonction de calcul vectorisée

4.2.1.2.2 : La fonction de calcul vectorisée

Commençons avec la documentation (j'insisterai toujours) suivit de la définition de notre fonction :

///Propagate the U and V species in the matU and matV
/**	@param[out] poutMatU : updated matrix U version
 * 	@param[out] poutMatV : updated matrix V version
 * 	@param pmatU : input of matrix U
 * 	@param pmatV : input of matrix V
 * 	@param nbRow : number of rows of the matrices
 * 	@param nbCol : number of columns of the matrices
 * 	@param matDeltaSquare : matrix of the delta square values
 * 	@param nbStencilRow : number of rows of the matrix matDeltaSquare
 * 	@param nbStencilCol : number of columns of the matrix matDeltaSquare
 * 	@param diffudionRateU : diffusion rate of the U specie
 * 	@param diffudionRateV : diffusion rate of the V specie
 * 	@param feedRate : rate of the process which feeds U and drains U, V and P
 * 	@param killRate : rate of the process which converts V into P
 * 	@param dt : time interval between two steps
*/
void grayscott_propagation(float * __restrict__ poutMatU, float * __restrict__ poutMatV, const float * __restrict__ pmatU, const float * __restrict__ pmatV,
			long nbRow, long nbCol,
			const float * matDeltaSquare, long nbStencilRow, long nbStencilCol,
			float diffudionRateU, float diffusionRateV, float feedRate, float killRate, float dt)
{

Il faut indiquer au compilateur que les pointeurs que l'on utilise sont alignés sur PLIB_VECTOR_SIZE_BYTE_FLOAT octets. C'est basiquement la seule différence avec notre implémentation naïve ^{noteAprès, si nous jouons au jeu des erreurs, il vous reste une diférence à trouver...} :

	const float* matU = (const float*)__builtin_assume_aligned(pmatU, PLIB_VECTOR_SIZE_BYTE_FLOAT);
	const float* matV = (const float*)__builtin_assume_aligned(pmatV, PLIB_VECTOR_SIZE_BYTE_FLOAT);
	float* outMatU = (float*)__builtin_assume_aligned(poutMatU, PLIB_VECTOR_SIZE_BYTE_FLOAT);
	float* outMatV = (float*)__builtin_assume_aligned(poutMatV, PLIB_VECTOR_SIZE_BYTE_FLOAT);

Nous déterminons les offset de notre stencil (le nombre de couches à partir de la cellule centrale) :

1 2	long offsetStencilRow((nbStencilRow - 1l)/2l); long offsetStencilCol((nbStencilCol - 1l)/2l);

Nous bouclons sur les lignes de nos matrices pour mettre à jour toutes nos cellules :

1	for(long i(0l); i < nbRow; ++i){

Il faut maintenant déterminer les bornes de nos calculs en ligne (voir section 4.1.1.1) :

1 2	long firstRowStencil(std::max(i - offsetStencilRow, 0l)); long lastRowStencil(std::min(i + offsetStencilRow + 1l, nbRow));

Nous bouclons sur les colonnes de nos matrices pour mettre à jour toutes nos cellules :

1	for(long j(0l); j < nbCol; ++j){

Il faut maintenant déterminer les bornes de nos calculs en colonne (voir section 4.1.1.1) :

1 2	long firstColStencil(std::max(j - offsetStencilCol, 0l)); long lastColStencil(std::min(j + offsetStencilCol + 1l, nbCol));

Définissons quelques variables temporaires :

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2
3

			long stencilIndexRow(0l);
			float u(matU[i*nbCol + j]), v(matV[i*nbCol + j]);
			float fullU(0.0f), fullV(0.0f);

Nous devons maintenant boucler sur les lignes et les colonnes de notre stencil :

1
2
3

			for(long k(firstRowStencil); k < lastRowStencil; ++k){
				long stencilIndexCol(0l);
				for(long l(firstColStencil); l < lastColStencil; ++l){

Nous pouvons enfin calculer notre gradient :

1
2
3

					float deltaSquare(matDeltaSquare[stencilIndexRow*nbStencilCol + stencilIndexCol]);
					fullU += (matU[k*nbCol + l] - u)*deltaSquare;
					fullV += (matV[k*nbCol + l] - v)*deltaSquare;

Il ne faut pas oublier d'incrémenter les indices qui nous permettent de parcourir la matrice matDeltaSquare] :

					++stencilIndexCol;
				}
				++stencilIndexRow;
			}

On finalise le calcul :

1
2
3

			float uvSquare(u*v*v);
			float du(diffudionRateU*fullU - uvSquare + feedRate*(1.0f - u));
			float dv(diffusionRateV*fullV + uvSquare - (feedRate + killRate)*v);

Et on sauvegarde le résultat :

1 2	outMatU[inbCol + j] = u + dudt; outMatV[inbCol + j] = v + dvdt;

Fin des deux boucles sur les lignes et les colonnes :

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2

		}
	}

Fin de la fonction :