Added ILP after AVX-512
This commit is contained in:
[Quy Anh] «Elliot» Nguyen
@@ -54,6 +54,13 @@ CXXFLAGS += -lsleef
|
||||
endif
|
||||
endif
|
||||
|
||||
# sleef is only needed for the avx512 variant (used by SLEEF intrinsics there)
|
||||
ifeq ($(ARCH),x86_64)
|
||||
ifneq ($(filter avx512_%,$(VARIANT)),)
|
||||
CXXFLAGS += -lsleef
|
||||
endif
|
||||
endif
|
||||
|
||||
VARIANT_SRC := ./variants/variant_$(VARIANT).cpp
|
||||
|
||||
ifneq ($(filter float_%,$(VARIANT)),)
|
||||
|
||||
@@ -114,7 +114,6 @@ const __m512d dt_neg_vec = _mm512_set1_pd(dt_neg);
|
||||
const double CUTOFF = 12.0;
|
||||
const double CUTOFF_SQ = CUTOFF * CUTOFF;
|
||||
|
||||
|
||||
const double cos_phi_sq = cos_phi * cos_phi;
|
||||
|
||||
const size_t CACHE_BLOCK_SIZE = std::hardware_destructive_interference_size;
|
||||
|
||||
@@ -249,11 +249,11 @@ int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, c
|
||||
__mmask16 m_in_range = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512 pjx = _mm512_load_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_load_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_load_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_load_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_load_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 pjx = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x = _mm512_sub_ps(pix, pjx);
|
||||
__m512 r_ab_y = _mm512_sub_ps(piy, pjy);
|
||||
|
||||
@@ -265,11 +265,11 @@ int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, c
|
||||
__mmask16 m_in_range = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512 pjx = _mm512_load_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_load_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_load_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_load_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_load_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 pjx = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x = _mm512_sub_ps(pix, pjx);
|
||||
__m512 r_ab_y = _mm512_sub_ps(piy, pjy);
|
||||
|
||||
@@ -249,11 +249,11 @@ int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, c
|
||||
__mmask16 m_in_range = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512 pjx = _mm512_load_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_load_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_load_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_load_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_load_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 pjx = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjy = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x = _mm512_sub_ps(pix, pjx);
|
||||
__m512 r_ab_y = _mm512_sub_ps(piy, pjy);
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,519 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP with k = 2 to j-loop, removed EPS checks where possible
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_AVX512_polyexp_moreavx.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
alignas(64) vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<float> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 15) & ~15;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9f;
|
||||
pos_y[j] = 1e9f;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512 _avx512_exp_ps(__m512 x) {
|
||||
const __m512 log2e = _mm512_set1_ps(1.4426950408889634f);
|
||||
__m512 nf = _mm512_roundscale_ps(_mm512_mul_ps(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
|
||||
const __m512 ln2 = _mm512_set1_ps(0.6931471805599453f);
|
||||
__m512 r = _mm512_fnmadd_ps(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512 c5 = _mm512_set1_ps(1.0f / 120.0f);
|
||||
const __m512 c4 = _mm512_set1_ps(1.0f / 24.0f);
|
||||
const __m512 c3 = _mm512_set1_ps(1.0f / 6.0f);
|
||||
const __m512 c2 = _mm512_set1_ps(0.5f);
|
||||
const __m512 c1 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 c0 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
|
||||
__m512 p = c5;
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m512i ni = _mm512_cvtps_epi32(nf);
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi32(ni, _mm512_set1_epi32(127));
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi32(biased, 23);
|
||||
__m512 pow2n = _mm512_castsi512_ps(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_ps(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 31) & ~31;
|
||||
|
||||
alignas(64) const float lane_offset_arr[16] = {0.0f, 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 10.0f, 11.0f, 12.0f, 13.0f, 14.0f, 15.0f};
|
||||
const __m512 lane_off = _mm512_load_ps(lane_offset_arr);
|
||||
|
||||
const __m512 v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_ps(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512 v_neg_2s_inv = _mm512_set1_ps(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512 v_cos_phi_sq = _mm512_set1_ps(cos_phi_sq);
|
||||
const __m512 v_dt_neg = _mm512_set1_ps(dt_neg);
|
||||
const __m512 v_c_neg_dt = _mm512_set1_ps(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512 v_zero = _mm512_setzero_ps();
|
||||
const __m512 v_one = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 v_eps = _mm512_set1_ps(EPS);
|
||||
const __m512 v_eps_sq = _mm512_set1_ps(EPS_SQ);
|
||||
const __m512 v_np = _mm512_set1_ps((float)n_p);
|
||||
const __m512 v_exp_min = _mm512_set1_ps(-87.0f);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512 pix = _mm512_set1_ps(pos_x[i]);
|
||||
const __m512 piy = _mm512_set1_ps(pos_y[i]);
|
||||
const __m512 eix = _mm512_set1_ps(e_x[i]);
|
||||
const __m512 eiy = _mm512_set1_ps(e_y[i]);
|
||||
const __m512 v_i = _mm512_set1_ps((float)i);
|
||||
|
||||
__m512 acc_x_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 32) {
|
||||
__m512 j_idx_0 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_1 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 16), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_neq_i_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_in_range_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 active_0 = m_neq_i_0 & m_in_range_0;
|
||||
__mmask16 active_1 = m_neq_i_1 & m_in_range_1;
|
||||
|
||||
__m512 pjx_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjx_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
|
||||
__m512 pjy_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 pjy_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jx_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jy_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sb_jsq_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x_0 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_0);
|
||||
__m512 r_ab_x_1 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_y_0 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_0);
|
||||
__m512 r_ab_y_1 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_0, r_ab_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, r_ab_y_0));
|
||||
__m512 r_ab_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_1, r_ab_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, r_ab_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_x_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_0, sbe_jx_0);
|
||||
__m512 r_ab2_x_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_1, sbe_jx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_y_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_0, sbe_jy_0);
|
||||
__m512 r_ab2_y_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_1, sbe_jy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, r_ab2_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_0, r_ab2_y_0));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, r_ab2_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_1, r_ab2_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab2_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_sum_0 = _mm512_add_ps(r_ab_n_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 r_sum_1 = _mm512_add_ps(r_ab_n_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_sq_0 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_0, r_sum_0, sb_jsq_0);
|
||||
__m512 two_b_sq_1 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_1, r_sum_1, sb_jsq_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_0 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_0);
|
||||
__m512 two_b_1 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_arg_0 = _mm512_mul_ps(two_b_0, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_1 = _mm512_mul_ps(two_b_1, v_neg_2s_inv);
|
||||
|
||||
e_arg_0 = _mm512_max_ps(e_arg_0, v_exp_min);
|
||||
e_arg_1 = _mm512_max_ps(e_arg_1, v_exp_min);
|
||||
|
||||
__m512 e_val_0 = _avx512_exp_ps(e_arg_0);
|
||||
__m512 e_val_1 = _avx512_exp_ps(e_arg_1);
|
||||
|
||||
__m512 numer_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_0, v_neg_v0_div_2s), e_val_0);
|
||||
__m512 numer_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_1, v_neg_v0_div_2s), e_val_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_0, r_ab_n_0), r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 denom_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_1, r_ab_n_1), r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_safe_0 = _mm512_mask_blend_ps(active_0, v_one, denom_0);
|
||||
__m512 denom_safe_1 = _mm512_mask_blend_ps(active_1, v_one, denom_1);
|
||||
|
||||
__m512 smc_0 = _mm512_div_ps(numer_0, denom_safe_0);
|
||||
__m512 smc_1 = _mm512_div_ps(numer_1, denom_safe_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab2_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_x_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_x_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_x_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_y_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_y_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_0, f_x_0, _mm512_mul_ps(f_y_0, f_y_0));
|
||||
__m512 f_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_1, f_x_1, _mm512_mul_ps(f_y_1, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 rhs_0 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_0, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_1 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_1, v_cos_phi_sq);
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_0 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_0, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_0));
|
||||
__m512 e_dot_f_1 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_1, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_0 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_0, e_dot_f_0);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_1 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_1, e_dot_f_1);
|
||||
|
||||
__mmask16 c1_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_0, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_1, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 c2_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_0, rhs_0, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_1, rhs_1, _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_0 = c1_0 & c2_0;
|
||||
__mmask16 cond_1 = c1_1 & c2_1;
|
||||
|
||||
__m512 w_val_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_0, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_x_0);
|
||||
__m512 f_x_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_x_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_y_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_y_0);
|
||||
__m512 f_y_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_y_1);
|
||||
|
||||
acc_x_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_0, w_val_0, acc_x_0);
|
||||
acc_x_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_1, w_val_1, acc_x_1);
|
||||
|
||||
acc_y_0 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_0, w_val_0, acc_y_0);
|
||||
acc_y_1 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_1, w_val_1, acc_y_1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_x_0, acc_x_1));
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_y_0, acc_y_1));
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0f)
|
||||
projection = 0.0f;
|
||||
else if (projection > 1.0f)
|
||||
projection = 1.0f;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val = dt_neg;
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 16) {
|
||||
|
||||
__m512 w_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_x[i]);
|
||||
__m512 w_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_y[i]);
|
||||
__m512 v_max_i_vec = _mm512_loadu_ps(&v_max[i]);
|
||||
__m512 pos_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_x[i]);
|
||||
__m512 pos_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_y[i]);
|
||||
__m512 destination_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_y[i]);
|
||||
__m512 destination_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_x[i]);
|
||||
__m512 desired_v0_i_vec = _mm512_loadu_ps(&desired_v0[i]);
|
||||
|
||||
__m512i color_i_vec = _mm512_loadu_si512((__m512i*)&color[i]);
|
||||
|
||||
__m512 w_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(w_x_i_vec, w_x_i_vec, _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, w_y_i_vec));
|
||||
__m512 w_norm = _mm512_sqrt_ps(w_norm_sq);
|
||||
__m512 correction_factor = _mm512_min_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), _mm512_div_ps(v_max_i_vec, w_norm));
|
||||
|
||||
__m512 curr_vel_x_i_vec = _mm512_mul_ps(w_x_i_vec, correction_factor);
|
||||
__m512 curr_vel_y_i_vec = _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, correction_factor);
|
||||
|
||||
__m512 dt_vec = _mm512_set1_ps(dt);
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, dt_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_y_i_vec, dt_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_setzero_si512());
|
||||
__mmask16 cond_1_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.5f), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_1 = cond_1_left & cond_1_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_x_i_vec, desired_v0_i_vec);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask16 cond_2_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.5f), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_2 = cond_2_left & cond_2_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 neg_desired_v0 = _mm512_xor_ps(desired_v0_i_vec, _mm512_set1_ps(-0.0f));
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_x_i_vec, neg_desired_v0);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_max_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_min_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512 ex_vec = _mm512_sub_ps(destination_x_i_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
__m512 ey_vec = _mm512_sub_ps(destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 e_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(ex_vec, ex_vec, _mm512_mul_ps(ey_vec, ey_vec));
|
||||
__m512 e_norm = _mm512_sqrt_ps(e_norm_sq);
|
||||
__m512 e_norm_inv = _mm512_div_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), e_norm);
|
||||
__m512 e_x_i_vec = _mm512_mul_ps(ex_vec, e_norm_inv);
|
||||
__m512 e_y_i_vec = _mm512_mul_ps(ey_vec, e_norm_inv);
|
||||
|
||||
__m512 vel_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, curr_vel_x_i_vec, _mm512_mul_ps(curr_vel_y_i_vec, curr_vel_y_i_vec));
|
||||
__m512 sb_sq_i_vec = _mm512_mul_ps(vel_norm_sq, _mm512_set1_ps(delta_t_sq));
|
||||
__m512 vel_norm_dt = _mm512_sqrt_ps(sb_sq_i_vec);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_x[i], w_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_y[i], w_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_x[i], pos_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_y[i], pos_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_x[i], e_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_y[i], e_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&destination_y[i], destination_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_x[i], _mm512_mul_ps(e_x_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_y[i], _mm512_mul_ps(e_y_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,619 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP with k = 2 to second pass
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_AVX512_polyexp_moreavx_ilp_2.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
alignas(64) vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<float> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 15) & ~15;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9f;
|
||||
pos_y[j] = 1e9f;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512 _avx512_exp_ps(__m512 x) {
|
||||
const __m512 log2e = _mm512_set1_ps(1.4426950408889634f);
|
||||
__m512 nf = _mm512_roundscale_ps(_mm512_mul_ps(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
|
||||
const __m512 ln2 = _mm512_set1_ps(0.6931471805599453f);
|
||||
__m512 r = _mm512_fnmadd_ps(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512 c5 = _mm512_set1_ps(1.0f / 120.0f);
|
||||
const __m512 c4 = _mm512_set1_ps(1.0f / 24.0f);
|
||||
const __m512 c3 = _mm512_set1_ps(1.0f / 6.0f);
|
||||
const __m512 c2 = _mm512_set1_ps(0.5f);
|
||||
const __m512 c1 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 c0 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
|
||||
__m512 p = c5;
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m512i ni = _mm512_cvtps_epi32(nf);
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi32(ni, _mm512_set1_epi32(127));
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi32(biased, 23);
|
||||
__m512 pow2n = _mm512_castsi512_ps(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_ps(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 31) & ~31;
|
||||
|
||||
alignas(64) const float lane_offset_arr[16] = {0.0f, 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 10.0f, 11.0f, 12.0f, 13.0f, 14.0f, 15.0f};
|
||||
const __m512 lane_off = _mm512_load_ps(lane_offset_arr);
|
||||
|
||||
const __m512 v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_ps(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512 v_neg_2s_inv = _mm512_set1_ps(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512 v_cos_phi_sq = _mm512_set1_ps(cos_phi_sq);
|
||||
const __m512 v_dt_neg = _mm512_set1_ps(dt_neg);
|
||||
const __m512 v_c_neg_dt = _mm512_set1_ps(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512 v_zero = _mm512_setzero_ps();
|
||||
const __m512 v_one = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 v_eps = _mm512_set1_ps(EPS);
|
||||
const __m512 v_eps_sq = _mm512_set1_ps(EPS_SQ);
|
||||
const __m512 v_np = _mm512_set1_ps((float)n_p);
|
||||
const __m512 v_exp_min = _mm512_set1_ps(-87.0f);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512 pix = _mm512_set1_ps(pos_x[i]);
|
||||
const __m512 piy = _mm512_set1_ps(pos_y[i]);
|
||||
const __m512 eix = _mm512_set1_ps(e_x[i]);
|
||||
const __m512 eiy = _mm512_set1_ps(e_y[i]);
|
||||
const __m512 v_i = _mm512_set1_ps((float)i);
|
||||
|
||||
__m512 acc_x_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 32) {
|
||||
__m512 j_idx_0 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_1 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 16), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_neq_i_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_in_range_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 active_0 = m_neq_i_0 & m_in_range_0;
|
||||
__mmask16 active_1 = m_neq_i_1 & m_in_range_1;
|
||||
|
||||
__m512 pjx_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjx_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 pjy_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 pjy_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jx_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jy_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sb_jsq_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x_0 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_0);
|
||||
__m512 r_ab_x_1 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_y_0 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_0);
|
||||
__m512 r_ab_y_1 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_0, r_ab_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, r_ab_y_0));
|
||||
__m512 r_ab_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_1, r_ab_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, r_ab_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_x_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_0, sbe_jx_0);
|
||||
__m512 r_ab2_x_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_1, sbe_jx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_y_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_0, sbe_jy_0);
|
||||
__m512 r_ab2_y_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_1, sbe_jy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, r_ab2_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_0, r_ab2_y_0));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, r_ab2_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_1, r_ab2_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab2_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_sum_0 = _mm512_add_ps(r_ab_n_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 r_sum_1 = _mm512_add_ps(r_ab_n_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_sq_0 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_0, r_sum_0, sb_jsq_0);
|
||||
__m512 two_b_sq_1 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_1, r_sum_1, sb_jsq_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_0 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_0);
|
||||
__m512 two_b_1 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_arg_0 = _mm512_mul_ps(two_b_0, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_1 = _mm512_mul_ps(two_b_1, v_neg_2s_inv);
|
||||
|
||||
e_arg_0 = _mm512_max_ps(e_arg_0, v_exp_min);
|
||||
e_arg_1 = _mm512_max_ps(e_arg_1, v_exp_min);
|
||||
|
||||
__m512 e_val_0 = _avx512_exp_ps(e_arg_0);
|
||||
__m512 e_val_1 = _avx512_exp_ps(e_arg_1);
|
||||
|
||||
__m512 numer_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_0, v_neg_v0_div_2s), e_val_0);
|
||||
__m512 numer_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_1, v_neg_v0_div_2s), e_val_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_0, r_ab_n_0), r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 denom_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_1, r_ab_n_1), r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_safe_0 = _mm512_mask_blend_ps(active_0, v_one, denom_0);
|
||||
__m512 denom_safe_1 = _mm512_mask_blend_ps(active_1, v_one, denom_1);
|
||||
|
||||
__m512 smc_0 = _mm512_div_ps(numer_0, denom_safe_0);
|
||||
__m512 smc_1 = _mm512_div_ps(numer_1, denom_safe_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab2_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_x_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_x_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_x_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_y_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_y_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_0, f_x_0, _mm512_mul_ps(f_y_0, f_y_0));
|
||||
__m512 f_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_1, f_x_1, _mm512_mul_ps(f_y_1, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 rhs_0 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_0, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_1 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_1, v_cos_phi_sq);
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_0 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_0, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_0));
|
||||
__m512 e_dot_f_1 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_1, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_0 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_0, e_dot_f_0);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_1 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_1, e_dot_f_1);
|
||||
|
||||
__mmask16 c1_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_0, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_1, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 c2_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_0, rhs_0, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_1, rhs_1, _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_0 = c1_0 & c2_0;
|
||||
__mmask16 cond_1 = c1_1 & c2_1;
|
||||
|
||||
__m512 w_val_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_0, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_x_0);
|
||||
__m512 f_x_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_x_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_y_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_y_0);
|
||||
__m512 f_y_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_y_1);
|
||||
|
||||
acc_x_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_0, w_val_0, acc_x_0);
|
||||
acc_x_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_1, w_val_1, acc_x_1);
|
||||
|
||||
acc_y_0 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_0, w_val_0, acc_y_0);
|
||||
acc_y_1 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_1, w_val_1, acc_y_1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_x_0, acc_x_1));
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_y_0, acc_y_1));
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0f)
|
||||
projection = 0.0f;
|
||||
else if (projection > 1.0f)
|
||||
projection = 1.0f;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val = dt_neg;
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 32) {
|
||||
|
||||
__m512 w_x_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&w_x[i]);
|
||||
__m512 w_x_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&w_x[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 w_y_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&w_y[i]);
|
||||
__m512 w_y_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&w_y[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 v_max_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&v_max[i]);
|
||||
__m512 v_max_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&v_max[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 pos_x_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[i]);
|
||||
__m512 pos_x_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 pos_y_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[i]);
|
||||
__m512 pos_y_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 destination_y_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&destination_y[i]);
|
||||
__m512 destination_y_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&destination_y[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 destination_x_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&destination_x[i]);
|
||||
__m512 destination_x_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&destination_x[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 desired_v0_i_vec_0 = _mm512_loadu_ps(&desired_v0[i]);
|
||||
__m512 desired_v0_i_vec_1 = _mm512_loadu_ps(&desired_v0[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512i color_i_vec_0 = _mm512_loadu_si512((__m512i *)&color[i]);
|
||||
__m512i color_i_vec_1 = _mm512_loadu_si512((__m512i *)&color[i + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 w_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(w_x_i_vec_0, w_x_i_vec_0, _mm512_mul_ps(w_y_i_vec_0, w_y_i_vec_0));
|
||||
__m512 w_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(w_x_i_vec_1, w_x_i_vec_1, _mm512_mul_ps(w_y_i_vec_1, w_y_i_vec_1));
|
||||
|
||||
__m512 w_norm_0 = _mm512_sqrt_ps(w_norm_sq_0);
|
||||
__m512 w_norm_1 = _mm512_sqrt_ps(w_norm_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512 correction_factor_0 = _mm512_min_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), _mm512_div_ps(v_max_i_vec_0, w_norm_0));
|
||||
__m512 correction_factor_1 = _mm512_min_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), _mm512_div_ps(v_max_i_vec_1, w_norm_1));
|
||||
|
||||
__m512 curr_vel_x_i_vec_0 = _mm512_mul_ps(w_x_i_vec_0, correction_factor_0);
|
||||
__m512 curr_vel_x_i_vec_1 = _mm512_mul_ps(w_x_i_vec_1, correction_factor_1);
|
||||
|
||||
__m512 curr_vel_y_i_vec_0 = _mm512_mul_ps(w_y_i_vec_0, correction_factor_0);
|
||||
__m512 curr_vel_y_i_vec_1 = _mm512_mul_ps(w_y_i_vec_1, correction_factor_1);
|
||||
|
||||
__m512 dt_vec = _mm512_set1_ps(dt);
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec_0 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec_0, dt_vec, pos_x_i_vec_0);
|
||||
pos_x_i_vec_1 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec_1, dt_vec, pos_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec_0 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_y_i_vec_0, dt_vec, pos_y_i_vec_0);
|
||||
pos_y_i_vec_1 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_y_i_vec_1, dt_vec, pos_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_left_0 = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec_0, _mm512_setzero_si512());
|
||||
__mmask16 cond_1_left_1 = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec_1, _mm512_setzero_si512());
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_right_0 = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec_0, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.5f), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_1_right_1 = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec_1, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.5f), _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_0 = cond_1_left_0 & cond_1_right_0;
|
||||
__mmask16 cond_1_1 = cond_1_left_1 & cond_1_right_1;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, pos_x_i_vec_0, _mm512_set1_ps(1.0f));
|
||||
pos_x_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, pos_x_i_vec_1, _mm512_set1_ps(1.0f));
|
||||
|
||||
destination_y_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, destination_y_i_vec_0, pos_y_i_vec_0);
|
||||
destination_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, destination_y_i_vec_1, pos_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
w_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, w_x_i_vec_0, desired_v0_i_vec_0);
|
||||
w_x_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, w_x_i_vec_1, desired_v0_i_vec_1);
|
||||
|
||||
w_y_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, w_y_i_vec_0, _mm512_setzero_ps());
|
||||
w_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, w_y_i_vec_1, _mm512_setzero_ps());
|
||||
|
||||
curr_vel_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, curr_vel_x_i_vec_0, w_x_i_vec_0);
|
||||
curr_vel_x_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, curr_vel_x_i_vec_1, w_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
curr_vel_y_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_0, curr_vel_y_i_vec_0, w_y_i_vec_0);
|
||||
curr_vel_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1_1, curr_vel_y_i_vec_1, w_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_left_0 = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec_0, _mm512_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask16 cond_2_left_1 = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec_1, _mm512_set1_epi32(1));
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_right_0 = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec_0, _mm512_set1_ps(1.5f), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_2_right_1 = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec_1, _mm512_set1_ps(1.5f), _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_0 = cond_2_left_0 & cond_2_right_0;
|
||||
__mmask16 cond_2_1 = cond_2_left_1 & cond_2_right_1;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_0, pos_x_i_vec_0, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.0f));
|
||||
pos_x_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_1, pos_x_i_vec_1, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.0f));
|
||||
|
||||
destination_y_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_0, destination_y_i_vec_0, pos_y_i_vec_0);
|
||||
destination_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_1, destination_y_i_vec_1, pos_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
__m512 neg_desired_v0_0 = _mm512_xor_ps(desired_v0_i_vec_0, _mm512_set1_ps(-0.0f));
|
||||
__m512 neg_desired_v0_1 = _mm512_xor_ps(desired_v0_i_vec_1, _mm512_set1_ps(-0.0f));
|
||||
|
||||
w_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_0, w_x_i_vec_0, neg_desired_v0_0);
|
||||
w_x_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_1, w_x_i_vec_1, neg_desired_v0_1);
|
||||
|
||||
w_y_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_0, w_y_i_vec_0, _mm512_setzero_ps());
|
||||
w_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_1, w_y_i_vec_1, _mm512_setzero_ps());
|
||||
|
||||
curr_vel_x_i_vec_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_0, curr_vel_x_i_vec_0, w_x_i_vec_0);
|
||||
curr_vel_y_i_vec_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2_1, curr_vel_y_i_vec_1, w_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec_0 = _mm512_max_ps(pos_y_i_vec_0, _mm512_set1_ps(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec_1 = _mm512_max_ps(pos_y_i_vec_1, _mm512_set1_ps(WALL_EPS));
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec_0 = _mm512_min_ps(pos_y_i_vec_0, _mm512_set1_ps(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec_1 = _mm512_min_ps(pos_y_i_vec_1, _mm512_set1_ps(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512 ex_vec_0 = _mm512_sub_ps(destination_x_i_vec_0, pos_x_i_vec_0);
|
||||
__m512 ex_vec_1 = _mm512_sub_ps(destination_x_i_vec_1, pos_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
__m512 ey_vec_0 = _mm512_sub_ps(destination_y_i_vec_0, pos_y_i_vec_0);
|
||||
__m512 ey_vec_1 = _mm512_sub_ps(destination_y_i_vec_1, pos_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(ex_vec_0, ex_vec_0, _mm512_mul_ps(ey_vec_0, ey_vec_0));
|
||||
__m512 e_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(ex_vec_1, ex_vec_1, _mm512_mul_ps(ey_vec_1, ey_vec_1));
|
||||
|
||||
__m512 e_norm_0 = _mm512_sqrt_ps(e_norm_sq_0);
|
||||
__m512 e_norm_1 = _mm512_sqrt_ps(e_norm_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_norm_inv_0 = _mm512_div_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), e_norm_0);
|
||||
__m512 e_norm_inv_1 = _mm512_div_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), e_norm_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_x_i_vec_0 = _mm512_mul_ps(ex_vec_0, e_norm_inv_0);
|
||||
__m512 e_x_i_vec_1 = _mm512_mul_ps(ex_vec_1, e_norm_inv_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_y_i_vec_0 = _mm512_mul_ps(ey_vec_0, e_norm_inv_0);
|
||||
__m512 e_y_i_vec_1 = _mm512_mul_ps(ey_vec_1, e_norm_inv_1);
|
||||
|
||||
__m512 vel_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec_0, curr_vel_x_i_vec_0, _mm512_mul_ps(curr_vel_y_i_vec_0, curr_vel_y_i_vec_0));
|
||||
__m512 vel_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec_1, curr_vel_x_i_vec_1, _mm512_mul_ps(curr_vel_y_i_vec_1, curr_vel_y_i_vec_1));
|
||||
|
||||
__m512 sb_sq_i_vec_0 = _mm512_mul_ps(vel_norm_sq_0, _mm512_set1_ps(delta_t_sq));
|
||||
__m512 sb_sq_i_vec_1 = _mm512_mul_ps(vel_norm_sq_1, _mm512_set1_ps(delta_t_sq));
|
||||
|
||||
__m512 vel_norm_dt_0 = _mm512_sqrt_ps(sb_sq_i_vec_0);
|
||||
__m512 vel_norm_dt_1 = _mm512_sqrt_ps(sb_sq_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_x[i + 16], curr_vel_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_y[i + 16], curr_vel_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_x[i], w_x_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_x[i + 16], w_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_y[i], w_y_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_y[i + 16], w_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_x[i], pos_x_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_x[i + 16], pos_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_y[i], pos_y_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_y[i + 16], pos_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_x[i], e_x_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_x[i + 16], e_x_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_y[i], e_y_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_y[i + 16], e_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&destination_y[i], destination_y_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&destination_y[i + 16], destination_y_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec_0);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_sq[i + 16], sb_sq_i_vec_1);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_x[i], _mm512_mul_ps(e_x_i_vec_0, vel_norm_dt_0));
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_x[i + 16], _mm512_mul_ps(e_x_i_vec_1, vel_norm_dt_1));
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_y[i], _mm512_mul_ps(e_y_i_vec_0, vel_norm_dt_0));
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_y[i + 16], _mm512_mul_ps(e_y_i_vec_1, vel_norm_dt_1));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,515 @@
|
||||
// # Changes: Used _mm512_rsqrt14_ps() instead of _mm512_sqrt_ps() and _mm512_div_ps()
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_AVX512_polyexp_moreavx_ilp_2.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
alignas(64) vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<float> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 15) & ~15;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9f;
|
||||
pos_y[j] = 1e9f;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512 _avx512_exp_ps(__m512 x) {
|
||||
const __m512 log2e = _mm512_set1_ps(1.4426950408889634f);
|
||||
__m512 nf = _mm512_roundscale_ps(_mm512_mul_ps(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
|
||||
const __m512 ln2 = _mm512_set1_ps(0.6931471805599453f);
|
||||
__m512 r = _mm512_fnmadd_ps(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512 c5 = _mm512_set1_ps(1.0f / 120.0f);
|
||||
const __m512 c4 = _mm512_set1_ps(1.0f / 24.0f);
|
||||
const __m512 c3 = _mm512_set1_ps(1.0f / 6.0f);
|
||||
const __m512 c2 = _mm512_set1_ps(0.5f);
|
||||
const __m512 c1 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 c0 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
|
||||
__m512 p = c5;
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m512i ni = _mm512_cvtps_epi32(nf);
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi32(ni, _mm512_set1_epi32(127));
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi32(biased, 23);
|
||||
__m512 pow2n = _mm512_castsi512_ps(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_ps(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 31) & ~31;
|
||||
|
||||
alignas(64) const float lane_offset_arr[16] = {0.0f, 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 10.0f, 11.0f, 12.0f, 13.0f, 14.0f, 15.0f};
|
||||
const __m512 lane_off = _mm512_load_ps(lane_offset_arr);
|
||||
|
||||
const __m512 v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_ps(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512 v_neg_2s_inv = _mm512_set1_ps(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512 v_cos_phi_sq = _mm512_set1_ps(cos_phi_sq);
|
||||
const __m512 v_dt_neg = _mm512_set1_ps(dt_neg);
|
||||
const __m512 v_c_neg_dt = _mm512_set1_ps(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512 v_zero = _mm512_setzero_ps();
|
||||
const __m512 v_one = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 v_eps = _mm512_set1_ps(EPS);
|
||||
const __m512 v_eps_sq = _mm512_set1_ps(EPS_SQ);
|
||||
const __m512 v_np = _mm512_set1_ps((float)n_p);
|
||||
const __m512 v_exp_min = _mm512_set1_ps(-87.0f);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512 pix = _mm512_set1_ps(pos_x[i]);
|
||||
const __m512 piy = _mm512_set1_ps(pos_y[i]);
|
||||
const __m512 eix = _mm512_set1_ps(e_x[i]);
|
||||
const __m512 eiy = _mm512_set1_ps(e_y[i]);
|
||||
const __m512 v_i = _mm512_set1_ps((float)i);
|
||||
|
||||
__m512 acc_x_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 32) {
|
||||
__m512 j_idx_0 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_1 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 16), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_neq_i_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_in_range_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 active_0 = m_neq_i_0 & m_in_range_0;
|
||||
__mmask16 active_1 = m_neq_i_1 & m_in_range_1;
|
||||
|
||||
__m512 pjx_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjx_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 pjy_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 pjy_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jx_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jy_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 sb_jsq_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 16]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x_0 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_0);
|
||||
__m512 r_ab_x_1 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_y_0 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_0);
|
||||
__m512 r_ab_y_1 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_0, r_ab_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, r_ab_y_0));
|
||||
__m512 r_ab_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_1, r_ab_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, r_ab_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_x_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_0, sbe_jx_0);
|
||||
__m512 r_ab2_x_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_1, sbe_jx_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_y_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_0, sbe_jy_0);
|
||||
__m512 r_ab2_y_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_1, sbe_jy_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, r_ab2_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_0, r_ab2_y_0));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, r_ab2_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_1, r_ab2_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab2_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512 r_sum_0 = _mm512_add_ps(r_ab_n_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 r_sum_1 = _mm512_add_ps(r_ab_n_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_sq_0 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_0, r_sum_0, sb_jsq_0);
|
||||
__m512 two_b_sq_1 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_1, r_sum_1, sb_jsq_1);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_0 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_0);
|
||||
__m512 two_b_1 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512 e_arg_0 = _mm512_mul_ps(two_b_0, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_1 = _mm512_mul_ps(two_b_1, v_neg_2s_inv);
|
||||
|
||||
e_arg_0 = _mm512_max_ps(e_arg_0, v_exp_min);
|
||||
e_arg_1 = _mm512_max_ps(e_arg_1, v_exp_min);
|
||||
|
||||
__m512 e_val_0 = _avx512_exp_ps(e_arg_0);
|
||||
__m512 e_val_1 = _avx512_exp_ps(e_arg_1);
|
||||
|
||||
__m512 numer_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_0, v_neg_v0_div_2s), e_val_0);
|
||||
__m512 numer_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_1, v_neg_v0_div_2s), e_val_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_0, r_ab_n_0), r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 denom_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_1, r_ab_n_1), r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 denom_safe_0 = _mm512_mask_blend_ps(active_0, v_one, denom_0);
|
||||
__m512 denom_safe_1 = _mm512_mask_blend_ps(active_1, v_one, denom_1);
|
||||
|
||||
__m512 smc_0 = _mm512_div_ps(numer_0, denom_safe_0);
|
||||
__m512 smc_1 = _mm512_div_ps(numer_1, denom_safe_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab2_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab_n_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_x_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_x_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_x_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_y_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_y_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512 f_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_0, f_x_0, _mm512_mul_ps(f_y_0, f_y_0));
|
||||
__m512 f_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_1, f_x_1, _mm512_mul_ps(f_y_1, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 rhs_0 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_0, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_1 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_1, v_cos_phi_sq);
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_0 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_0, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_0));
|
||||
__m512 e_dot_f_1 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_1, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_0 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_0, e_dot_f_0);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_1 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_1, e_dot_f_1);
|
||||
|
||||
__mmask16 c1_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_0, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_1, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 c2_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_0, rhs_0, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_1, rhs_1, _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_0 = c1_0 & c2_0;
|
||||
__mmask16 cond_1 = c1_1 & c2_1;
|
||||
|
||||
__m512 w_val_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_0, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_x_0);
|
||||
__m512 f_x_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_x_1);
|
||||
|
||||
__m512 f_y_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_y_0);
|
||||
__m512 f_y_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_y_1);
|
||||
|
||||
acc_x_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_0, w_val_0, acc_x_0);
|
||||
acc_x_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_1, w_val_1, acc_x_1);
|
||||
|
||||
acc_y_0 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_0, w_val_0, acc_y_0);
|
||||
acc_y_1 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_1, w_val_1, acc_y_1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_x_0, acc_x_1));
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(acc_y_0, acc_y_1));
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0f)
|
||||
projection = 0.0f;
|
||||
else if (projection > 1.0f)
|
||||
projection = 1.0f;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val = dt_neg;
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 16) {
|
||||
|
||||
__m512 w_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_x[i]);
|
||||
__m512 w_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_y[i]);
|
||||
__m512 v_max_i_vec = _mm512_loadu_ps(&v_max[i]);
|
||||
__m512 pos_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_x[i]);
|
||||
__m512 pos_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_y[i]);
|
||||
__m512 destination_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_y[i]);
|
||||
__m512 destination_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_x[i]);
|
||||
__m512 desired_v0_i_vec = _mm512_loadu_ps(&desired_v0[i]);
|
||||
|
||||
__m512i color_i_vec = _mm512_loadu_si512((__m512i *)&color[i]);
|
||||
|
||||
__m512 w_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(w_x_i_vec, w_x_i_vec, _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, w_y_i_vec));
|
||||
__m512 w_norm_inv = _mm512_rsqrt14_ps(w_norm_sq);
|
||||
__m512 correction_factor = _mm512_min_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), _mm512_mul_ps(v_max_i_vec, w_norm_inv));
|
||||
|
||||
__m512 curr_vel_x_i_vec = _mm512_mul_ps(w_x_i_vec, correction_factor);
|
||||
__m512 curr_vel_y_i_vec = _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, correction_factor);
|
||||
|
||||
__m512 dt_vec = _mm512_set1_ps(dt);
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, dt_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_y_i_vec, dt_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_setzero_si512());
|
||||
__mmask16 cond_1_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.5f), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_1 = cond_1_left & cond_1_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_x_i_vec, desired_v0_i_vec);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask16 cond_2_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.5f), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_2 = cond_2_left & cond_2_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 neg_desired_v0 = _mm512_xor_ps(desired_v0_i_vec, _mm512_set1_ps(-0.0f));
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_x_i_vec, neg_desired_v0);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_max_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_min_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512 ex_vec = _mm512_sub_ps(destination_x_i_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
__m512 ey_vec = _mm512_sub_ps(destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 e_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(ex_vec, ex_vec, _mm512_mul_ps(ey_vec, ey_vec));
|
||||
__m512 e_norm_inv = _mm512_rsqrt14_ps(e_norm_sq);
|
||||
__m512 e_x_i_vec = _mm512_mul_ps(ex_vec, e_norm_inv);
|
||||
__m512 e_y_i_vec = _mm512_mul_ps(ey_vec, e_norm_inv);
|
||||
|
||||
__m512 vel_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, curr_vel_x_i_vec, _mm512_mul_ps(curr_vel_y_i_vec, curr_vel_y_i_vec));
|
||||
__m512 sb_sq_i_vec = _mm512_mul_ps(vel_norm_sq, _mm512_set1_ps(delta_t_sq));
|
||||
__m512 vel_norm_dt = _mm512_sqrt_ps(sb_sq_i_vec);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_x[i], w_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_y[i], w_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_x[i], pos_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_y[i], pos_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_x[i], e_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_y[i], e_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&destination_y[i], destination_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_x[i], _mm512_mul_ps(e_x_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_y[i], _mm512_mul_ps(e_y_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,608 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP with k = 4 to j-loop
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_AVX512_polyexp_moreavx_ilp_2.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
alignas(64) vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<float> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<float> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 15) & ~15;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30.0f;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1f);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3f * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9f;
|
||||
pos_y[j] = 1e9f;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512 _avx512_exp_ps(__m512 x) {
|
||||
const __m512 log2e = _mm512_set1_ps(1.4426950408889634f);
|
||||
__m512 nf = _mm512_roundscale_ps(_mm512_mul_ps(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
|
||||
const __m512 ln2 = _mm512_set1_ps(0.6931471805599453f);
|
||||
__m512 r = _mm512_fnmadd_ps(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512 c5 = _mm512_set1_ps(1.0f / 120.0f);
|
||||
const __m512 c4 = _mm512_set1_ps(1.0f / 24.0f);
|
||||
const __m512 c3 = _mm512_set1_ps(1.0f / 6.0f);
|
||||
const __m512 c2 = _mm512_set1_ps(0.5f);
|
||||
const __m512 c1 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 c0 = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
|
||||
__m512 p = c5;
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_ps(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m512i ni = _mm512_cvtps_epi32(nf);
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi32(ni, _mm512_set1_epi32(127));
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi32(biased, 23);
|
||||
__m512 pow2n = _mm512_castsi512_ps(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_ps(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 63) & ~63;
|
||||
|
||||
alignas(64) const float lane_offset_arr[16] = {0.0f, 1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f, 10.0f, 11.0f, 12.0f, 13.0f, 14.0f, 15.0f};
|
||||
const __m512 lane_off = _mm512_load_ps(lane_offset_arr);
|
||||
|
||||
const __m512 v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_ps(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512 v_neg_2s_inv = _mm512_set1_ps(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512 v_cos_phi_sq = _mm512_set1_ps(cos_phi_sq);
|
||||
const __m512 v_dt_neg = _mm512_set1_ps(dt_neg);
|
||||
const __m512 v_c_neg_dt = _mm512_set1_ps(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512 v_zero = _mm512_setzero_ps();
|
||||
const __m512 v_one = _mm512_set1_ps(1.0f);
|
||||
const __m512 v_eps = _mm512_set1_ps(EPS);
|
||||
const __m512 v_eps_sq = _mm512_set1_ps(EPS_SQ);
|
||||
const __m512 v_np = _mm512_set1_ps((float)n_p);
|
||||
const __m512 v_exp_min = _mm512_set1_ps(-87.0f);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512 pix = _mm512_set1_ps(pos_x[i]);
|
||||
const __m512 piy = _mm512_set1_ps(pos_y[i]);
|
||||
const __m512 eix = _mm512_set1_ps(e_x[i]);
|
||||
const __m512 eiy = _mm512_set1_ps(e_y[i]);
|
||||
const __m512 v_i = _mm512_set1_ps((float)i);
|
||||
|
||||
__m512 acc_x_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_2 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_x_3 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
|
||||
__m512 acc_y_0 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_1 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_2 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
__m512 acc_y_3 = _mm512_setzero_ps();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 64) {
|
||||
__m512 j_idx_0 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_1 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 16), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_2 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 32), lane_off);
|
||||
__m512 j_idx_3 = _mm512_add_ps(_mm512_set1_ps((float)j + 48), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_neq_i_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_2 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_2, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask16 m_neq_i_3 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_3, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 m_in_range_0 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_0, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_1 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_1, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_2 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_2, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 m_in_range_3 = _mm512_cmp_ps_mask(j_idx_3, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 active_0 = m_neq_i_0 & m_in_range_0;
|
||||
__mmask16 active_1 = m_neq_i_1 & m_in_range_1;
|
||||
__mmask16 active_2 = m_neq_i_2 & m_in_range_2;
|
||||
__mmask16 active_3 = m_neq_i_3 & m_in_range_3;
|
||||
|
||||
__m512 pjx_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j]);
|
||||
__m512 pjx_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 16]);
|
||||
__m512 pjx_2 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 32]);
|
||||
__m512 pjx_3 = _mm512_loadu_ps(&pos_x[j + 48]);
|
||||
|
||||
__m512 pjy_0 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j]);
|
||||
__m512 pjy_1 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 16]);
|
||||
__m512 pjy_2 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 32]);
|
||||
__m512 pjy_3 = _mm512_loadu_ps(&pos_y[j + 48]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jx_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512 sbe_jx_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 16]);
|
||||
__m512 sbe_jx_2 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 32]);
|
||||
__m512 sbe_jx_3 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_x[j + 48]);
|
||||
|
||||
__m512 sbe_jy_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512 sbe_jy_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 16]);
|
||||
__m512 sbe_jy_2 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 32]);
|
||||
__m512 sbe_jy_3 = _mm512_loadu_ps(&sb_e_y[j + 48]);
|
||||
|
||||
__m512 sb_jsq_0 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512 sb_jsq_1 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 16]);
|
||||
__m512 sb_jsq_2 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 32]);
|
||||
__m512 sb_jsq_3 = _mm512_loadu_ps(&sb_sq[j + 48]);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_x_0 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_0);
|
||||
__m512 r_ab_x_1 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_1);
|
||||
__m512 r_ab_x_2 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_2);
|
||||
__m512 r_ab_x_3 = _mm512_sub_ps(pix, pjx_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_y_0 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_0);
|
||||
__m512 r_ab_y_1 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_1);
|
||||
__m512 r_ab_y_2 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_2);
|
||||
__m512 r_ab_y_3 = _mm512_sub_ps(piy, pjy_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_0, r_ab_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, r_ab_y_0));
|
||||
__m512 r_ab_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_1, r_ab_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, r_ab_y_1));
|
||||
__m512 r_ab_n2_2 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_2, r_ab_x_2, _mm512_mul_ps(r_ab_y_2, r_ab_y_2));
|
||||
__m512 r_ab_n2_3 = _mm512_fmadd_ps(r_ab_x_3, r_ab_x_3, _mm512_mul_ps(r_ab_y_3, r_ab_y_3));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_1);
|
||||
__m512 r_ab_n_2 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_2);
|
||||
__m512 r_ab_n_3 = _mm512_sqrt_ps(r_ab_n2_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_x_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_0, sbe_jx_0);
|
||||
__m512 r_ab2_x_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_1, sbe_jx_1);
|
||||
__m512 r_ab2_x_2 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_2, sbe_jx_2);
|
||||
__m512 r_ab2_x_3 = _mm512_sub_ps(r_ab_x_3, sbe_jx_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_y_0 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_0, sbe_jy_0);
|
||||
__m512 r_ab2_y_1 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_1, sbe_jy_1);
|
||||
__m512 r_ab2_y_2 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_2, sbe_jy_2);
|
||||
__m512 r_ab2_y_3 = _mm512_sub_ps(r_ab_y_3, sbe_jy_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n2_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, r_ab2_x_0, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_0, r_ab2_y_0));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, r_ab2_x_1, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_1, r_ab2_y_1));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_2 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_2, r_ab2_x_2, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_2, r_ab2_y_2));
|
||||
__m512 r_ab2_n2_3 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_3, r_ab2_x_3, _mm512_mul_ps(r_ab2_y_3, r_ab2_y_3));
|
||||
|
||||
__m512 r_ab2_n_0 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_0);
|
||||
__m512 r_ab2_n_1 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_1);
|
||||
__m512 r_ab2_n_2 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_2);
|
||||
__m512 r_ab2_n_3 = _mm512_sqrt_ps(r_ab2_n2_3);
|
||||
|
||||
__m512 r_sum_0 = _mm512_add_ps(r_ab_n_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 r_sum_1 = _mm512_add_ps(r_ab_n_1, r_ab2_n_1);
|
||||
__m512 r_sum_2 = _mm512_add_ps(r_ab_n_2, r_ab2_n_2);
|
||||
__m512 r_sum_3 = _mm512_add_ps(r_ab_n_3, r_ab2_n_3);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_sq_0 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_0, r_sum_0, sb_jsq_0);
|
||||
__m512 two_b_sq_1 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_1, r_sum_1, sb_jsq_1);
|
||||
__m512 two_b_sq_2 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_2, r_sum_2, sb_jsq_2);
|
||||
__m512 two_b_sq_3 = _mm512_fmsub_ps(r_sum_3, r_sum_3, sb_jsq_3);
|
||||
|
||||
__m512 two_b_0 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_0);
|
||||
__m512 two_b_1 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_1);
|
||||
__m512 two_b_2 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_2);
|
||||
__m512 two_b_3 = _mm512_sqrt_ps(two_b_sq_3);
|
||||
|
||||
__m512 e_arg_0 = _mm512_mul_ps(two_b_0, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_1 = _mm512_mul_ps(two_b_1, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_2 = _mm512_mul_ps(two_b_2, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512 e_arg_3 = _mm512_mul_ps(two_b_3, v_neg_2s_inv);
|
||||
|
||||
e_arg_0 = _mm512_max_ps(e_arg_0, v_exp_min);
|
||||
e_arg_1 = _mm512_max_ps(e_arg_1, v_exp_min);
|
||||
e_arg_2 = _mm512_max_ps(e_arg_2, v_exp_min);
|
||||
e_arg_3 = _mm512_max_ps(e_arg_3, v_exp_min);
|
||||
|
||||
__m512 e_val_0 = _avx512_exp_ps(e_arg_0);
|
||||
__m512 e_val_1 = _avx512_exp_ps(e_arg_1);
|
||||
__m512 e_val_2 = _avx512_exp_ps(e_arg_2);
|
||||
__m512 e_val_3 = _avx512_exp_ps(e_arg_3);
|
||||
|
||||
__m512 numer_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_0, v_neg_v0_div_2s), e_val_0);
|
||||
__m512 numer_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_1, v_neg_v0_div_2s), e_val_1);
|
||||
__m512 numer_2 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_2, v_neg_v0_div_2s), e_val_2);
|
||||
__m512 numer_3 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(r_sum_3, v_neg_v0_div_2s), e_val_3);
|
||||
|
||||
__m512 denom_0 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_0, r_ab_n_0), r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 denom_1 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_1, r_ab_n_1), r_ab2_n_1);
|
||||
__m512 denom_2 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_2, r_ab_n_2), r_ab2_n_2);
|
||||
__m512 denom_3 = _mm512_mul_ps(_mm512_mul_ps(two_b_3, r_ab_n_3), r_ab2_n_3);
|
||||
|
||||
__m512 denom_safe_0 = _mm512_mask_blend_ps(active_0, v_one, denom_0);
|
||||
__m512 denom_safe_1 = _mm512_mask_blend_ps(active_1, v_one, denom_1);
|
||||
__m512 denom_safe_2 = _mm512_mask_blend_ps(active_2, v_one, denom_2);
|
||||
__m512 denom_safe_3 = _mm512_mask_blend_ps(active_3, v_one, denom_3);
|
||||
|
||||
__m512 smc_0 = _mm512_div_ps(numer_0, denom_safe_0);
|
||||
__m512 smc_1 = _mm512_div_ps(numer_1, denom_safe_1);
|
||||
__m512 smc_2 = _mm512_div_ps(numer_2, denom_safe_2);
|
||||
__m512 smc_3 = _mm512_div_ps(numer_3, denom_safe_3);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab2_n_1);
|
||||
__m512 sm_r_ab_2 = _mm512_mul_ps(smc_2, r_ab2_n_2);
|
||||
__m512 sm_r_ab_3 = _mm512_mul_ps(smc_3, r_ab2_n_3);
|
||||
|
||||
__m512 sm_r_ab2_0 = _mm512_mul_ps(smc_0, r_ab_n_0);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_1 = _mm512_mul_ps(smc_1, r_ab_n_1);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_2 = _mm512_mul_ps(smc_2, r_ab_n_2);
|
||||
__m512 sm_r_ab2_3 = _mm512_mul_ps(smc_3, r_ab_n_3);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_x_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_x_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_x_1, sm_r_ab_1));
|
||||
__m512 f_x_2 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_2, sm_r_ab2_2, _mm512_mul_ps(r_ab_x_2, sm_r_ab_2));
|
||||
__m512 f_x_3 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_x_3, sm_r_ab2_3, _mm512_mul_ps(r_ab_x_3, sm_r_ab_3));
|
||||
|
||||
__m512 f_y_0 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_ps(r_ab_y_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512 f_y_1 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_ps(r_ab_y_1, sm_r_ab_1));
|
||||
__m512 f_y_2 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_2, sm_r_ab2_2, _mm512_mul_ps(r_ab_y_2, sm_r_ab_2));
|
||||
__m512 f_y_3 = _mm512_fmadd_ps(r_ab2_y_3, sm_r_ab2_3, _mm512_mul_ps(r_ab_y_3, sm_r_ab_3));
|
||||
|
||||
__m512 f_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_0, f_x_0, _mm512_mul_ps(f_y_0, f_y_0));
|
||||
__m512 f_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_1, f_x_1, _mm512_mul_ps(f_y_1, f_y_1));
|
||||
__m512 f_norm_sq_2 = _mm512_fmadd_ps(f_x_2, f_x_2, _mm512_mul_ps(f_y_2, f_y_2));
|
||||
__m512 f_norm_sq_3 = _mm512_fmadd_ps(f_x_3, f_x_3, _mm512_mul_ps(f_y_3, f_y_3));
|
||||
|
||||
__m512 rhs_0 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_0, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_1 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_1, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_2 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_2, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512 rhs_3 = _mm512_mul_ps(f_norm_sq_3, v_cos_phi_sq);
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_0 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_0, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_0));
|
||||
__m512 e_dot_f_1 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_1, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_1));
|
||||
__m512 e_dot_f_2 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_2, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_2));
|
||||
__m512 e_dot_f_3 = _mm512_fmadd_ps(eix, f_x_3, _mm512_mul_ps(eiy, f_y_3));
|
||||
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_0 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_0, e_dot_f_0);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_1 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_1, e_dot_f_1);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_2 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_2, e_dot_f_2);
|
||||
__m512 e_dot_f_sq_3 = _mm512_mul_ps(e_dot_f_3, e_dot_f_3);
|
||||
|
||||
__mmask16 c1_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_0, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_1, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_2 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_2, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 c1_3 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_3, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 c2_0 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_0, rhs_0, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_1 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_1, rhs_1, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_2 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_2, rhs_2, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 c2_3 = _mm512_cmp_ps_mask(e_dot_f_sq_3, rhs_3, _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_0 = c1_0 & c2_0;
|
||||
__mmask16 cond_1 = c1_1 & c2_1;
|
||||
__mmask16 cond_2 = c1_2 & c2_2;
|
||||
__mmask16 cond_3 = c1_3 & c2_3;
|
||||
|
||||
__m512 w_val_0 = _mm512_mask_blend_ps(cond_0, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_1 = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_2 = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512 w_val_3 = _mm512_mask_blend_ps(cond_3, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512 f_x_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_x_0);
|
||||
__m512 f_x_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_x_1);
|
||||
__m512 f_x_safe_2 = _mm512_maskz_mov_ps(active_2, f_x_2);
|
||||
__m512 f_x_safe_3 = _mm512_maskz_mov_ps(active_3, f_x_3);
|
||||
|
||||
__m512 f_y_safe_0 = _mm512_maskz_mov_ps(active_0, f_y_0);
|
||||
__m512 f_y_safe_1 = _mm512_maskz_mov_ps(active_1, f_y_1);
|
||||
__m512 f_y_safe_2 = _mm512_maskz_mov_ps(active_2, f_y_2);
|
||||
__m512 f_y_safe_3 = _mm512_maskz_mov_ps(active_3, f_y_3);
|
||||
|
||||
acc_x_0 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_0, w_val_0, acc_x_0);
|
||||
acc_x_1 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_1, w_val_1, acc_x_1);
|
||||
acc_x_2 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_2, w_val_2, acc_x_2);
|
||||
acc_x_3 = _mm512_fmadd_ps(f_x_safe_3, w_val_3, acc_x_3);
|
||||
|
||||
acc_y_0 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_0, w_val_0, acc_y_0);
|
||||
acc_y_1 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_1, w_val_1, acc_y_1);
|
||||
acc_y_2 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_2, w_val_2, acc_y_2);
|
||||
acc_y_3 = _mm512_fmadd_ps(f_y_safe_3, w_val_3, acc_y_3);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(_mm512_add_ps(acc_x_0, acc_x_1), _mm512_add_ps(acc_x_2, acc_x_3)));
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_ps(_mm512_add_ps(_mm512_add_ps(acc_y_0, acc_y_1), _mm512_add_ps(acc_y_2, acc_y_3)));
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0f)
|
||||
projection = 0.0f;
|
||||
else if (projection > 1.0f)
|
||||
projection = 1.0f;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val = dt_neg;
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 16) {
|
||||
|
||||
__m512 w_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_x[i]);
|
||||
__m512 w_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&w_y[i]);
|
||||
__m512 v_max_i_vec = _mm512_loadu_ps(&v_max[i]);
|
||||
__m512 pos_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_x[i]);
|
||||
__m512 pos_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&pos_y[i]);
|
||||
__m512 destination_y_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_y[i]);
|
||||
__m512 destination_x_i_vec = _mm512_loadu_ps(&destination_x[i]);
|
||||
__m512 desired_v0_i_vec = _mm512_loadu_ps(&desired_v0[i]);
|
||||
|
||||
__m512i color_i_vec = _mm512_loadu_si512((__m512i*)&color[i]);
|
||||
|
||||
__m512 w_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(w_x_i_vec, w_x_i_vec, _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, w_y_i_vec));
|
||||
__m512 w_norm = _mm512_sqrt_ps(w_norm_sq);
|
||||
__m512 correction_factor = _mm512_min_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), _mm512_div_ps(v_max_i_vec, w_norm));
|
||||
|
||||
__m512 curr_vel_x_i_vec = _mm512_mul_ps(w_x_i_vec, correction_factor);
|
||||
__m512 curr_vel_y_i_vec = _mm512_mul_ps(w_y_i_vec, correction_factor);
|
||||
|
||||
__m512 dt_vec = _mm512_set1_ps(dt);
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, dt_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_y_i_vec, dt_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_1_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_setzero_si512());
|
||||
__mmask16 cond_1_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.5f), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_1 = cond_1_left & cond_1_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_x_i_vec, desired_v0_i_vec);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_1, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask16 cond_2_left = _mm512_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm512_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask16 cond_2_right = _mm512_cmp_ps_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(1.5f), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask16 cond_2 = cond_2_left & cond_2_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, pos_x_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_LENGTH - 1.0f));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 neg_desired_v0 = _mm512_xor_ps(desired_v0_i_vec, _mm512_set1_ps(-0.0f));
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_x_i_vec, neg_desired_v0);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, w_y_i_vec, _mm512_setzero_ps());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_ps(cond_2, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_max_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_min_ps(pos_y_i_vec, _mm512_set1_ps(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512 ex_vec = _mm512_sub_ps(destination_x_i_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
__m512 ey_vec = _mm512_sub_ps(destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512 e_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(ex_vec, ex_vec, _mm512_mul_ps(ey_vec, ey_vec));
|
||||
__m512 e_norm = _mm512_sqrt_ps(e_norm_sq);
|
||||
__m512 e_norm_inv = _mm512_div_ps(_mm512_set1_ps(1.0f), e_norm);
|
||||
__m512 e_x_i_vec = _mm512_mul_ps(ex_vec, e_norm_inv);
|
||||
__m512 e_y_i_vec = _mm512_mul_ps(ey_vec, e_norm_inv);
|
||||
|
||||
__m512 vel_norm_sq = _mm512_fmadd_ps(curr_vel_x_i_vec, curr_vel_x_i_vec, _mm512_mul_ps(curr_vel_y_i_vec, curr_vel_y_i_vec));
|
||||
__m512 sb_sq_i_vec = _mm512_mul_ps(vel_norm_sq, _mm512_set1_ps(delta_t_sq));
|
||||
__m512 vel_norm_dt = _mm512_sqrt_ps(sb_sq_i_vec);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_x[i], w_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&w_y[i], w_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_x[i], pos_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&pos_y[i], pos_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_x[i], e_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&e_y[i], e_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&destination_y[i], destination_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_x[i], _mm512_mul_ps(e_x_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
_mm512_storeu_ps(&sb_e_y[i], _mm512_mul_ps(e_y_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -0,0 +1,572 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP for j-loop with K = 2
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_symmetry.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
vector<float> sb_sq;
|
||||
vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
vector<float> e_x, e_y;
|
||||
vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
vector<float> w_x, w_y;
|
||||
vector<float> desired_v0;
|
||||
vector<float> v_max;
|
||||
vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p);
|
||||
pos_y.resize(n_p);
|
||||
sb_sq.resize(n_p);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p);
|
||||
e_x.resize(n_p);
|
||||
e_y.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p);
|
||||
w_x.resize(n_p);
|
||||
w_y.resize(n_p);
|
||||
desired_v0.resize(n_p);
|
||||
v_max.resize(n_p);
|
||||
destination_x.resize(n_p);
|
||||
destination_y.resize(n_p);
|
||||
color.resize(n_p);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
vector<float> r_ab_x_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_y_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_norm_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
float e_x_i = e_x[i];
|
||||
float e_y_i = e_y[i];
|
||||
float pos_x_i = pos_x[i];
|
||||
float pos_y_i = pos_y[i];
|
||||
|
||||
for (int j = i + 1; j < n_p; j++) {
|
||||
float dx = pos_x_i - pos_x[j];
|
||||
float dy = pos_y_i - pos_y[j];
|
||||
float norm = sqrt(dx * dx + dy * dy);
|
||||
int idx = i * n_p + j;
|
||||
r_ab_x_lut[idx] = dx;
|
||||
r_ab_y_lut[idx] = dy;
|
||||
r_ab_norm_lut[idx] = norm;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int j;
|
||||
|
||||
float acc_x_0 = 0.0f, acc_x_1 = 0.0f;
|
||||
float acc_y_0 = 0.0f, acc_y_1 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j + 2 < i; j += 2) {
|
||||
float r_ab_x_0 = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_1 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_1 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < i; j++) {
|
||||
float r_ab_x = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1;
|
||||
|
||||
acc_x_0 = 0.0f; acc_x_1 = 0.0f;
|
||||
acc_y_0 = 0.0f; acc_y_1 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = i + 1; j + 2 < n_p; j += 2) {
|
||||
float r_ab_x_0 = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_x_1 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y_1 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < n_p; j++) {
|
||||
float r_ab_x = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1;
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0)
|
||||
projection = 0.0;
|
||||
else if (projection > 1.0)
|
||||
projection = 1.0;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f >= cos_phi)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
float w_norm = sqrt(w_x[i] * w_x[i] + w_y[i] * w_y[i]);
|
||||
|
||||
float w_norm2 = w_norm > EPS ? w_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float correction_factor = min(1.0f, v_max[i] / w_norm2);
|
||||
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i] * correction_factor;
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i] * correction_factor;
|
||||
|
||||
pos_x[i] = pos_x[i] + curr_vel_x[i] * dt;
|
||||
pos_y[i] = pos_y[i] + curr_vel_y[i] * dt;
|
||||
|
||||
if (color[i] == 0 && pos_x[i] > (BOARD_LENGTH - 1.5)) {
|
||||
pos_x[i] = 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
if (color[i] == 1 && pos_x[i] < 1.5) {
|
||||
pos_x[i] = BOARD_LENGTH - 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = -desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
pos_y[i] = clamp(pos_y[i], WALL_EPS, BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS);
|
||||
|
||||
float ex = destination_x[i] - pos_x[i];
|
||||
float ey = destination_y[i] - pos_y[i];
|
||||
|
||||
float e_norm = sqrt(ex * ex + ey * ey);
|
||||
float e_norm2 = e_norm > EPS ? e_norm : EPS;
|
||||
float e_norm_inv = 1.0 / e_norm2;
|
||||
|
||||
e_x[i] = ex * e_norm_inv;
|
||||
e_y[i] = ey * e_norm_inv;
|
||||
|
||||
float velocity_norm_sq = curr_vel_x[i] * curr_vel_x[i] + curr_vel_y[i] * curr_vel_y[i];
|
||||
|
||||
float velocity_norm = sqrt(velocity_norm_sq);
|
||||
|
||||
sb_sq[i] = velocity_norm_sq * delta_t_sq;
|
||||
|
||||
sb_e_x[i] = e_x[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
sb_e_y[i] = e_y[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,685 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP for j-loop with K = 4
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_symmetry_ILP_2.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
vector<float> sb_sq;
|
||||
vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
vector<float> e_x, e_y;
|
||||
vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
vector<float> w_x, w_y;
|
||||
vector<float> desired_v0;
|
||||
vector<float> v_max;
|
||||
vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p);
|
||||
pos_y.resize(n_p);
|
||||
sb_sq.resize(n_p);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p);
|
||||
e_x.resize(n_p);
|
||||
e_y.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p);
|
||||
w_x.resize(n_p);
|
||||
w_y.resize(n_p);
|
||||
desired_v0.resize(n_p);
|
||||
v_max.resize(n_p);
|
||||
destination_x.resize(n_p);
|
||||
destination_y.resize(n_p);
|
||||
color.resize(n_p);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
vector<float> r_ab_x_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_y_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_norm_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
float e_x_i = e_x[i];
|
||||
float e_y_i = e_y[i];
|
||||
float pos_x_i = pos_x[i];
|
||||
float pos_y_i = pos_y[i];
|
||||
|
||||
for (int j = i + 1; j < n_p; j++) {
|
||||
float dx = pos_x_i - pos_x[j];
|
||||
float dy = pos_y_i - pos_y[j];
|
||||
float norm = sqrt(dx * dx + dy * dy);
|
||||
int idx = i * n_p + j;
|
||||
r_ab_x_lut[idx] = dx;
|
||||
r_ab_y_lut[idx] = dy;
|
||||
r_ab_norm_lut[idx] = norm;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int j;
|
||||
|
||||
float acc_x_0 = 0.0f, acc_x_1 = 0.0f, acc_x_2 = 0.0f, acc_x_3 = 0.0f;
|
||||
float acc_y_0 = 0.0f, acc_y_1 = 0.0f, acc_y_2 = 0.0f, acc_y_3 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j + 4 < i; j += 4) {
|
||||
float r_ab_x_0 = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_1 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_2 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_3 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_1 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_2 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_3 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_2 = r_ab_norm_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_3 = r_ab_norm_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_2 = r_ab_norm_2 > EPS ? r_ab_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_3 = r_ab_norm_3 > EPS ? r_ab_norm_3 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
float r_ab2_x_2 = r_ab_x_2 - sb_e_x[j + 2];
|
||||
float r_ab2_x_3 = r_ab_x_3 - sb_e_x[j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
float r_ab2_y_2 = r_ab_y_2 - sb_e_y[j + 2];
|
||||
float r_ab2_y_3 = r_ab_y_3 - sb_e_y[j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
float r_ab2_norm_2 = sqrt(r_ab2_x_2 * r_ab2_x_2 + r_ab2_y_2 * r_ab2_y_2);
|
||||
float r_ab2_norm_3 = sqrt(r_ab2_x_3 * r_ab2_x_3 + r_ab2_y_3 * r_ab2_y_3);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_2 = r_ab2_norm_2 > EPS ? r_ab2_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_3 = r_ab2_norm_3 > EPS ? r_ab2_norm_3 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
float r_ab_norm_sum_2 = r_ab_norm_2 + r_ab2_norm_2;
|
||||
float r_ab_norm_sum_3 = r_ab_norm_3 + r_ab2_norm_3;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
float two_b_sq_2 = r_ab_norm_sum_2 * r_ab_norm_sum_2 - sb_sq[j + 2];
|
||||
float two_b_sq_3 = r_ab_norm_sum_3 * r_ab_norm_sum_3 - sb_sq[j + 3];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_2 = two_b_sq_2 > EPS_SQ ? two_b_sq_2 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_3 = two_b_sq_3 > EPS_SQ ? two_b_sq_3 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
float two_b_2 = sqrt(two_b_sq_2);
|
||||
float two_b_3 = sqrt(two_b_sq_3);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_2 = (r_ab_norm_sum_2 / (two_b_2 * r_ab_norm_2 * r_ab2_norm_2)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_2 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_3 = (r_ab_norm_sum_3 / (two_b_3 * r_ab_norm_3 * r_ab2_norm_3)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_3 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab2_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab2_norm_3;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab_norm_3;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_2 = r_ab_x_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_x_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_3 = r_ab_x_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_x_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_2 = r_ab_y_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_y_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_3 = r_ab_y_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_y_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1, w_val_2, w_val_3;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float f_norm_sq_2 = f_alpha_beta_neg_x_2 * f_alpha_beta_neg_x_2 + f_alpha_beta_neg_y_2 * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float f_norm_sq_3 = f_alpha_beta_neg_x_3 * f_alpha_beta_neg_x_3 + f_alpha_beta_neg_y_3 * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_2 = f_norm_sq_2 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_3 = f_norm_sq_3 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float e_dot_f_2 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_2 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float e_dot_f_3 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_3 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
float e_dot_f_sq_2 = e_dot_f_2 * e_dot_f_2;
|
||||
float e_dot_f_sq_3 = e_dot_f_3 * e_dot_f_3;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_2 >= 0.0 || e_dot_f_sq_2 <= rhs_2)
|
||||
w_val_2 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_2 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_3 >= 0.0 || e_dot_f_sq_3 <= rhs_3)
|
||||
w_val_3 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_3 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_x_2 += f_alpha_beta_neg_x_2 * w_val_2;
|
||||
acc_x_3 += f_alpha_beta_neg_x_3 * w_val_3;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_2 += f_alpha_beta_neg_y_2 * w_val_2;
|
||||
acc_y_3 += f_alpha_beta_neg_y_3 * w_val_3;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < i; j++) {
|
||||
float r_ab_x = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1 + acc_x_2 + acc_x_3;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1 + acc_y_2 + acc_y_3;
|
||||
|
||||
acc_x_0 = 0.0f;
|
||||
acc_x_1 = 0.0f;
|
||||
acc_x_2 = 0.0f;
|
||||
acc_x_3 = 0.0f;
|
||||
acc_y_0 = 0.0f;
|
||||
acc_y_1 = 0.0f;
|
||||
acc_y_2 = 0.0f;
|
||||
acc_y_3 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = i + 1; j + 4 < n_p; j += 4) {
|
||||
float r_ab_x_0 = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_x_1 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_x_2 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_x_3 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y_1 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_y_2 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_y_3 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_norm_2 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_norm_3 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_2 = r_ab_norm_2 > EPS ? r_ab_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_3 = r_ab_norm_3 > EPS ? r_ab_norm_3 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
float r_ab2_x_2 = r_ab_x_2 - sb_e_x[j + 2];
|
||||
float r_ab2_x_3 = r_ab_x_3 - sb_e_x[j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
float r_ab2_y_2 = r_ab_y_2 - sb_e_y[j + 2];
|
||||
float r_ab2_y_3 = r_ab_y_3 - sb_e_y[j + 3];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
float r_ab2_norm_2 = sqrt(r_ab2_x_2 * r_ab2_x_2 + r_ab2_y_2 * r_ab2_y_2);
|
||||
float r_ab2_norm_3 = sqrt(r_ab2_x_3 * r_ab2_x_3 + r_ab2_y_3 * r_ab2_y_3);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_2 = r_ab2_norm_2 > EPS ? r_ab2_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_3 = r_ab2_norm_3 > EPS ? r_ab2_norm_3 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
float r_ab_norm_sum_2 = r_ab_norm_2 + r_ab2_norm_2;
|
||||
float r_ab_norm_sum_3 = r_ab_norm_3 + r_ab2_norm_3;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
float two_b_sq_2 = r_ab_norm_sum_2 * r_ab_norm_sum_2 - sb_sq[j + 2];
|
||||
float two_b_sq_3 = r_ab_norm_sum_3 * r_ab_norm_sum_3 - sb_sq[j + 3];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_2 = two_b_sq_2 > EPS_SQ ? two_b_sq_2 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_3 = two_b_sq_3 > EPS_SQ ? two_b_sq_3 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
float two_b_2 = sqrt(two_b_sq_2);
|
||||
float two_b_3 = sqrt(two_b_sq_3);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_2 = (r_ab_norm_sum_2 / (two_b_2 * r_ab_norm_2 * r_ab2_norm_2)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_2 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_3 = (r_ab_norm_sum_3 / (two_b_3 * r_ab_norm_3 * r_ab2_norm_3)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_3 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab2_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab2_norm_3;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab_norm_3;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_2 = r_ab_x_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_x_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_3 = r_ab_x_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_x_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_2 = r_ab_y_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_y_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_3 = r_ab_y_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_y_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1, w_val_2, w_val_3;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float f_norm_sq_2 = f_alpha_beta_neg_x_2 * f_alpha_beta_neg_x_2 + f_alpha_beta_neg_y_2 * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float f_norm_sq_3 = f_alpha_beta_neg_x_3 * f_alpha_beta_neg_x_3 + f_alpha_beta_neg_y_3 * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_2 = f_norm_sq_2 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_3 = f_norm_sq_3 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float e_dot_f_2 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_2 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float e_dot_f_3 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_3 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
float e_dot_f_sq_2 = e_dot_f_2 * e_dot_f_2;
|
||||
float e_dot_f_sq_3 = e_dot_f_3 * e_dot_f_3;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_2 >= 0.0 || e_dot_f_sq_2 <= rhs_2)
|
||||
w_val_2 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_2 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_3 >= 0.0 || e_dot_f_sq_3 <= rhs_3)
|
||||
w_val_3 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_3 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_x_2 += f_alpha_beta_neg_x_2 * w_val_2;
|
||||
acc_x_3 += f_alpha_beta_neg_x_3 * w_val_3;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_2 += f_alpha_beta_neg_y_2 * w_val_2;
|
||||
acc_y_3 += f_alpha_beta_neg_y_3 * w_val_3;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < n_p; j++) {
|
||||
float r_ab_x = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1 + acc_x_2 + acc_x_3;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1 + acc_y_2 + acc_y_3;
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0)
|
||||
projection = 0.0;
|
||||
else if (projection > 1.0)
|
||||
projection = 1.0;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f >= cos_phi)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
|
||||
float w_norm = sqrt(w_x[i] * w_x[i] + w_y[i] * w_y[i]);
|
||||
|
||||
float w_norm2 = w_norm > EPS ? w_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float correction_factor = min(1.0f, v_max[i] / w_norm2);
|
||||
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i] * correction_factor;
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i] * correction_factor;
|
||||
|
||||
pos_x[i] = pos_x[i] + curr_vel_x[i] * dt;
|
||||
pos_y[i] = pos_y[i] + curr_vel_y[i] * dt;
|
||||
|
||||
if (color[i] == 0 && pos_x[i] > (BOARD_LENGTH - 1.5)) {
|
||||
pos_x[i] = 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
if (color[i] == 1 && pos_x[i] < 1.5) {
|
||||
pos_x[i] = BOARD_LENGTH - 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = -desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
pos_y[i] = clamp(pos_y[i], WALL_EPS, BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS);
|
||||
|
||||
float ex = destination_x[i] - pos_x[i];
|
||||
float ey = destination_y[i] - pos_y[i];
|
||||
|
||||
float e_norm = sqrt(ex * ex + ey * ey);
|
||||
float e_norm2 = e_norm > EPS ? e_norm : EPS;
|
||||
float e_norm_inv = 1.0 / e_norm2;
|
||||
|
||||
e_x[i] = ex * e_norm_inv;
|
||||
e_y[i] = ey * e_norm_inv;
|
||||
|
||||
float velocity_norm_sq = curr_vel_x[i] * curr_vel_x[i] + curr_vel_y[i] * curr_vel_y[i];
|
||||
|
||||
float velocity_norm = sqrt(velocity_norm_sq);
|
||||
|
||||
sb_sq[i] = velocity_norm_sq * delta_t_sq;
|
||||
|
||||
sb_e_x[i] = e_x[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
sb_e_y[i] = e_y[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,911 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP for j-loop with K = 8
|
||||
// # Predecessor: variant_float_inlining_SoA_symmetry_ILP_4.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants_float.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced_float.hpp"
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0f
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0f
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3f
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999f
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
vector<float> pos_x, pos_y;
|
||||
vector<float> sb_sq;
|
||||
vector<float> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
vector<float> e_x, e_y;
|
||||
vector<float> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
vector<float> w_x, w_y;
|
||||
vector<float> desired_v0;
|
||||
vector<float> v_max;
|
||||
vector<float> destination_x, destination_y;
|
||||
vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<float> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<float> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<float> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p);
|
||||
pos_y.resize(n_p);
|
||||
sb_sq.resize(n_p);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p);
|
||||
e_x.resize(n_p);
|
||||
e_y.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p);
|
||||
w_x.resize(n_p);
|
||||
w_y.resize(n_p);
|
||||
desired_v0.resize(n_p);
|
||||
v_max.resize(n_p);
|
||||
destination_x.resize(n_p);
|
||||
destination_y.resize(n_p);
|
||||
color.resize(n_p);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
float x = x_gen_left(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
float x = x_gen_right(gen);
|
||||
float y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
float dest_x = -30;
|
||||
float dest_y = y;
|
||||
|
||||
float init_e_x = dest_x - x;
|
||||
float init_e_y = dest_y - y;
|
||||
float init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
float init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
float init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
float d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
float v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0f;
|
||||
w_y[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0f;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0f;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0f;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
(void)pedestrians;
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
|
||||
vector<tuple<int, int, float, float, float, float, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
vector<float> r_ab_x_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_y_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
vector<float> r_ab_norm_lut(n_p * n_p, 0.0);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
|
||||
float desired_velocity_x = e_x[i] * desired_v0[i];
|
||||
float desired_velocity_y = e_y[i] * desired_v0[i];
|
||||
float f_alpha_dt_x = (desired_velocity_x - curr_vel_x[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
float f_alpha_dt_y = (desired_velocity_y - curr_vel_y[i]) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
float e_x_i = e_x[i];
|
||||
float e_y_i = e_y[i];
|
||||
float pos_x_i = pos_x[i];
|
||||
float pos_y_i = pos_y[i];
|
||||
|
||||
for (int j = i + 1; j < n_p; j++) {
|
||||
float dx = pos_x_i - pos_x[j];
|
||||
float dy = pos_y_i - pos_y[j];
|
||||
float norm = sqrt(dx * dx + dy * dy);
|
||||
int idx = i * n_p + j;
|
||||
r_ab_x_lut[idx] = dx;
|
||||
r_ab_y_lut[idx] = dy;
|
||||
r_ab_norm_lut[idx] = norm;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int j;
|
||||
|
||||
float acc_x_0 = 0.0f, acc_x_1 = 0.0f, acc_x_2 = 0.0f, acc_x_3 = 0.0f;
|
||||
float acc_x_4 = 0.0f, acc_x_5 = 0.0f, acc_x_6 = 0.0f, acc_x_7 = 0.0f;
|
||||
float acc_y_0 = 0.0f, acc_y_1 = 0.0f, acc_y_2 = 0.0f, acc_y_3 = 0.0f;
|
||||
float acc_y_4 = 0.0f, acc_y_5 = 0.0f, acc_y_6 = 0.0f, acc_y_7 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j + 8 < i; j += 8) {
|
||||
float r_ab_x_0 = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_1 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_2 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_3 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_4 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 4) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_5 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 5) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_6 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 6) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_x_7 = -1 * r_ab_x_lut[(j + 7) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_1 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_2 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_3 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_4 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 4) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_5 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 5) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_6 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 6) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y_7 = -1 * r_ab_y_lut[(j + 7) * n_p + i];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[(j + 1) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_2 = r_ab_norm_lut[(j + 2) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_3 = r_ab_norm_lut[(j + 3) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_4 = r_ab_norm_lut[(j + 4) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_5 = r_ab_norm_lut[(j + 5) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_6 = r_ab_norm_lut[(j + 6) * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm_7 = r_ab_norm_lut[(j + 7) * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_2 = r_ab_norm_2 > EPS ? r_ab_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_3 = r_ab_norm_3 > EPS ? r_ab_norm_3 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_4 = r_ab_norm_4 > EPS ? r_ab_norm_4 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_5 = r_ab_norm_5 > EPS ? r_ab_norm_5 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_6 = r_ab_norm_6 > EPS ? r_ab_norm_6 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_7 = r_ab_norm_7 > EPS ? r_ab_norm_7 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
float r_ab2_x_2 = r_ab_x_2 - sb_e_x[j + 2];
|
||||
float r_ab2_x_3 = r_ab_x_3 - sb_e_x[j + 3];
|
||||
float r_ab2_x_4 = r_ab_x_4 - sb_e_x[j + 4];
|
||||
float r_ab2_x_5 = r_ab_x_5 - sb_e_x[j + 5];
|
||||
float r_ab2_x_6 = r_ab_x_6 - sb_e_x[j + 6];
|
||||
float r_ab2_x_7 = r_ab_x_7 - sb_e_x[j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
float r_ab2_y_2 = r_ab_y_2 - sb_e_y[j + 2];
|
||||
float r_ab2_y_3 = r_ab_y_3 - sb_e_y[j + 3];
|
||||
float r_ab2_y_4 = r_ab_y_4 - sb_e_y[j + 4];
|
||||
float r_ab2_y_5 = r_ab_y_5 - sb_e_y[j + 5];
|
||||
float r_ab2_y_6 = r_ab_y_6 - sb_e_y[j + 6];
|
||||
float r_ab2_y_7 = r_ab_y_7 - sb_e_y[j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
float r_ab2_norm_2 = sqrt(r_ab2_x_2 * r_ab2_x_2 + r_ab2_y_2 * r_ab2_y_2);
|
||||
float r_ab2_norm_3 = sqrt(r_ab2_x_3 * r_ab2_x_3 + r_ab2_y_3 * r_ab2_y_3);
|
||||
float r_ab2_norm_4 = sqrt(r_ab2_x_4 * r_ab2_x_4 + r_ab2_y_4 * r_ab2_y_4);
|
||||
float r_ab2_norm_5 = sqrt(r_ab2_x_5 * r_ab2_x_5 + r_ab2_y_5 * r_ab2_y_5);
|
||||
float r_ab2_norm_6 = sqrt(r_ab2_x_6 * r_ab2_x_6 + r_ab2_y_6 * r_ab2_y_6);
|
||||
float r_ab2_norm_7 = sqrt(r_ab2_x_7 * r_ab2_x_7 + r_ab2_y_7 * r_ab2_y_7);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_2 = r_ab2_norm_2 > EPS ? r_ab2_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_3 = r_ab2_norm_3 > EPS ? r_ab2_norm_3 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_4 = r_ab2_norm_4 > EPS ? r_ab2_norm_4 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_5 = r_ab2_norm_5 > EPS ? r_ab2_norm_5 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_6 = r_ab2_norm_6 > EPS ? r_ab2_norm_6 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_7 = r_ab2_norm_7 > EPS ? r_ab2_norm_7 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
float r_ab_norm_sum_2 = r_ab_norm_2 + r_ab2_norm_2;
|
||||
float r_ab_norm_sum_3 = r_ab_norm_3 + r_ab2_norm_3;
|
||||
float r_ab_norm_sum_4 = r_ab_norm_4 + r_ab2_norm_4;
|
||||
float r_ab_norm_sum_5 = r_ab_norm_5 + r_ab2_norm_5;
|
||||
float r_ab_norm_sum_6 = r_ab_norm_6 + r_ab2_norm_6;
|
||||
float r_ab_norm_sum_7 = r_ab_norm_7 + r_ab2_norm_7;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
float two_b_sq_2 = r_ab_norm_sum_2 * r_ab_norm_sum_2 - sb_sq[j + 2];
|
||||
float two_b_sq_3 = r_ab_norm_sum_3 * r_ab_norm_sum_3 - sb_sq[j + 3];
|
||||
float two_b_sq_4 = r_ab_norm_sum_4 * r_ab_norm_sum_4 - sb_sq[j + 4];
|
||||
float two_b_sq_5 = r_ab_norm_sum_5 * r_ab_norm_sum_5 - sb_sq[j + 5];
|
||||
float two_b_sq_6 = r_ab_norm_sum_6 * r_ab_norm_sum_6 - sb_sq[j + 6];
|
||||
float two_b_sq_7 = r_ab_norm_sum_7 * r_ab_norm_sum_7 - sb_sq[j + 7];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_2 = two_b_sq_2 > EPS_SQ ? two_b_sq_2 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_3 = two_b_sq_3 > EPS_SQ ? two_b_sq_3 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_4 = two_b_sq_4 > EPS_SQ ? two_b_sq_4 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_5 = two_b_sq_5 > EPS_SQ ? two_b_sq_5 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_6 = two_b_sq_6 > EPS_SQ ? two_b_sq_6 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_7 = two_b_sq_7 > EPS_SQ ? two_b_sq_7 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
float two_b_2 = sqrt(two_b_sq_2);
|
||||
float two_b_3 = sqrt(two_b_sq_3);
|
||||
float two_b_4 = sqrt(two_b_sq_4);
|
||||
float two_b_5 = sqrt(two_b_sq_5);
|
||||
float two_b_6 = sqrt(two_b_sq_6);
|
||||
float two_b_7 = sqrt(two_b_sq_7);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_2 = (r_ab_norm_sum_2 / (two_b_2 * r_ab_norm_2 * r_ab2_norm_2)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_2 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_3 = (r_ab_norm_sum_3 / (two_b_3 * r_ab_norm_3 * r_ab2_norm_3)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_3 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_4 = (r_ab_norm_sum_4 / (two_b_4 * r_ab_norm_4 * r_ab2_norm_4)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_4 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_5 = (r_ab_norm_sum_5 / (two_b_5 * r_ab_norm_5 * r_ab2_norm_5)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_5 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_6 = (r_ab_norm_sum_6 / (two_b_6 * r_ab_norm_6 * r_ab2_norm_6)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_6 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_7 = (r_ab_norm_sum_7 / (two_b_7 * r_ab_norm_7 * r_ab2_norm_7)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_7 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab2_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab2_norm_3;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_4 = scalar_mult_common_4 * r_ab2_norm_4;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_5 = scalar_mult_common_5 * r_ab2_norm_5;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_6 = scalar_mult_common_6 * r_ab2_norm_6;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_7 = scalar_mult_common_7 * r_ab2_norm_7;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab_norm_3;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_4 = scalar_mult_common_4 * r_ab_norm_4;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_5 = scalar_mult_common_5 * r_ab_norm_5;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_6 = scalar_mult_common_6 * r_ab_norm_6;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_7 = scalar_mult_common_7 * r_ab_norm_7;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_2 = r_ab_x_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_x_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_3 = r_ab_x_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_x_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_4 = r_ab_x_4 * scalar_mult_r_ab_4 + r_ab2_x_4 * scalar_mult_r_ab2_4;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_5 = r_ab_x_5 * scalar_mult_r_ab_5 + r_ab2_x_5 * scalar_mult_r_ab2_5;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_6 = r_ab_x_6 * scalar_mult_r_ab_6 + r_ab2_x_6 * scalar_mult_r_ab2_6;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_7 = r_ab_x_7 * scalar_mult_r_ab_7 + r_ab2_x_7 * scalar_mult_r_ab2_7;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_2 = r_ab_y_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_y_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_3 = r_ab_y_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_y_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_4 = r_ab_y_4 * scalar_mult_r_ab_4 + r_ab2_y_4 * scalar_mult_r_ab2_4;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_5 = r_ab_y_5 * scalar_mult_r_ab_5 + r_ab2_y_5 * scalar_mult_r_ab2_5;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_6 = r_ab_y_6 * scalar_mult_r_ab_6 + r_ab2_y_6 * scalar_mult_r_ab2_6;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_7 = r_ab_y_7 * scalar_mult_r_ab_7 + r_ab2_y_7 * scalar_mult_r_ab2_7;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1, w_val_2, w_val_3, w_val_4, w_val_5, w_val_6, w_val_7;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float f_norm_sq_2 = f_alpha_beta_neg_x_2 * f_alpha_beta_neg_x_2 + f_alpha_beta_neg_y_2 * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float f_norm_sq_3 = f_alpha_beta_neg_x_3 * f_alpha_beta_neg_x_3 + f_alpha_beta_neg_y_3 * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
float f_norm_sq_4 = f_alpha_beta_neg_x_4 * f_alpha_beta_neg_x_4 + f_alpha_beta_neg_y_4 * f_alpha_beta_neg_y_4;
|
||||
float f_norm_sq_5 = f_alpha_beta_neg_x_5 * f_alpha_beta_neg_x_5 + f_alpha_beta_neg_y_5 * f_alpha_beta_neg_y_5;
|
||||
float f_norm_sq_6 = f_alpha_beta_neg_x_6 * f_alpha_beta_neg_x_6 + f_alpha_beta_neg_y_6 * f_alpha_beta_neg_y_6;
|
||||
float f_norm_sq_7 = f_alpha_beta_neg_x_7 * f_alpha_beta_neg_x_7 + f_alpha_beta_neg_y_7 * f_alpha_beta_neg_y_7;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_2 = f_norm_sq_2 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_3 = f_norm_sq_3 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_4 = f_norm_sq_4 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_5 = f_norm_sq_5 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_6 = f_norm_sq_6 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_7 = f_norm_sq_7 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float e_dot_f_2 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_2 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float e_dot_f_3 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_3 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
float e_dot_f_4 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_4 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_4;
|
||||
float e_dot_f_5 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_5 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_5;
|
||||
float e_dot_f_6 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_6 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_6;
|
||||
float e_dot_f_7 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_7 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_7;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
float e_dot_f_sq_2 = e_dot_f_2 * e_dot_f_2;
|
||||
float e_dot_f_sq_3 = e_dot_f_3 * e_dot_f_3;
|
||||
float e_dot_f_sq_4 = e_dot_f_4 * e_dot_f_4;
|
||||
float e_dot_f_sq_5 = e_dot_f_5 * e_dot_f_5;
|
||||
float e_dot_f_sq_6 = e_dot_f_6 * e_dot_f_6;
|
||||
float e_dot_f_sq_7 = e_dot_f_7 * e_dot_f_7;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_2 >= 0.0 || e_dot_f_sq_2 <= rhs_2)
|
||||
w_val_2 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_2 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_3 >= 0.0 || e_dot_f_sq_3 <= rhs_3)
|
||||
w_val_3 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_3 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_4 >= 0.0 || e_dot_f_sq_4 <= rhs_4)
|
||||
w_val_4 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_4 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_5 >= 0.0 || e_dot_f_sq_5 <= rhs_5)
|
||||
w_val_5 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_5 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_6 >= 0.0 || e_dot_f_sq_6 <= rhs_6)
|
||||
w_val_6 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_6 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_7 >= 0.0 || e_dot_f_sq_7 <= rhs_7)
|
||||
w_val_7 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_7 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_x_2 += f_alpha_beta_neg_x_2 * w_val_2;
|
||||
acc_x_3 += f_alpha_beta_neg_x_3 * w_val_3;
|
||||
acc_x_4 += f_alpha_beta_neg_x_4 * w_val_4;
|
||||
acc_x_5 += f_alpha_beta_neg_x_5 * w_val_5;
|
||||
acc_x_6 += f_alpha_beta_neg_x_6 * w_val_6;
|
||||
acc_x_7 += f_alpha_beta_neg_x_7 * w_val_7;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_2 += f_alpha_beta_neg_y_2 * w_val_2;
|
||||
acc_y_3 += f_alpha_beta_neg_y_3 * w_val_3;
|
||||
acc_y_4 += f_alpha_beta_neg_y_4 * w_val_4;
|
||||
acc_y_5 += f_alpha_beta_neg_y_5 * w_val_5;
|
||||
acc_y_6 += f_alpha_beta_neg_y_6 * w_val_6;
|
||||
acc_y_7 += f_alpha_beta_neg_y_7 * w_val_7;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < i; j++) {
|
||||
float r_ab_x = -1 * r_ab_x_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_y = -1 * r_ab_y_lut[j * n_p + i];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[j * n_p + i];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1 + acc_x_2 + acc_x_3 + acc_x_4 + acc_x_5 + acc_x_6 + acc_x_7;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1 + acc_y_2 + acc_y_3 + acc_y_4 + acc_y_5 + acc_y_6 + acc_y_7;
|
||||
|
||||
acc_x_0 = 0.0f;
|
||||
acc_x_1 = 0.0f;
|
||||
acc_x_2 = 0.0f;
|
||||
acc_x_3 = 0.0f;
|
||||
acc_x_4 = 0.0f;
|
||||
acc_x_5 = 0.0f;
|
||||
acc_x_6 = 0.0f;
|
||||
acc_x_7 = 0.0f;
|
||||
acc_y_0 = 0.0f;
|
||||
acc_y_1 = 0.0f;
|
||||
acc_y_2 = 0.0f;
|
||||
acc_y_3 = 0.0f;
|
||||
acc_y_4 = 0.0f;
|
||||
acc_y_5 = 0.0f;
|
||||
acc_y_6 = 0.0f;
|
||||
acc_y_7 = 0.0f;
|
||||
|
||||
for (j = i + 1; j + 8 < n_p; j += 8) {
|
||||
float r_ab_x_0 = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_x_1 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_x_2 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_x_3 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
float r_ab_x_4 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 4];
|
||||
float r_ab_x_5 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 5];
|
||||
float r_ab_x_6 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 6];
|
||||
float r_ab_x_7 = r_ab_x_lut[i * n_p + j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab_y_0 = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y_1 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_y_2 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_y_3 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
float r_ab_y_4 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 4];
|
||||
float r_ab_y_5 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 5];
|
||||
float r_ab_y_6 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 6];
|
||||
float r_ab_y_7 = r_ab_y_lut[i * n_p + j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_0 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm_1 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 1];
|
||||
float r_ab_norm_2 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 2];
|
||||
float r_ab_norm_3 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 3];
|
||||
float r_ab_norm_4 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 4];
|
||||
float r_ab_norm_5 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 5];
|
||||
float r_ab_norm_6 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 6];
|
||||
float r_ab_norm_7 = r_ab_norm_lut[i * n_p + j + 7];
|
||||
|
||||
r_ab_norm_0 = r_ab_norm_0 > EPS ? r_ab_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_1 = r_ab_norm_1 > EPS ? r_ab_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_2 = r_ab_norm_2 > EPS ? r_ab_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_3 = r_ab_norm_3 > EPS ? r_ab_norm_3 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_4 = r_ab_norm_4 > EPS ? r_ab_norm_4 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_5 = r_ab_norm_5 > EPS ? r_ab_norm_5 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_6 = r_ab_norm_6 > EPS ? r_ab_norm_6 : EPS;
|
||||
r_ab_norm_7 = r_ab_norm_7 > EPS ? r_ab_norm_7 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x_0 = r_ab_x_0 - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_x_1 = r_ab_x_1 - sb_e_x[j + 1];
|
||||
float r_ab2_x_2 = r_ab_x_2 - sb_e_x[j + 2];
|
||||
float r_ab2_x_3 = r_ab_x_3 - sb_e_x[j + 3];
|
||||
float r_ab2_x_4 = r_ab_x_4 - sb_e_x[j + 4];
|
||||
float r_ab2_x_5 = r_ab_x_5 - sb_e_x[j + 5];
|
||||
float r_ab2_x_6 = r_ab_x_6 - sb_e_x[j + 6];
|
||||
float r_ab2_x_7 = r_ab_x_7 - sb_e_x[j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab2_y_0 = r_ab_y_0 - sb_e_y[j];
|
||||
float r_ab2_y_1 = r_ab_y_1 - sb_e_y[j + 1];
|
||||
float r_ab2_y_2 = r_ab_y_2 - sb_e_y[j + 2];
|
||||
float r_ab2_y_3 = r_ab_y_3 - sb_e_y[j + 3];
|
||||
float r_ab2_y_4 = r_ab_y_4 - sb_e_y[j + 4];
|
||||
float r_ab2_y_5 = r_ab_y_5 - sb_e_y[j + 5];
|
||||
float r_ab2_y_6 = r_ab_y_6 - sb_e_y[j + 6];
|
||||
float r_ab2_y_7 = r_ab_y_7 - sb_e_y[j + 7];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm_0 = sqrt(r_ab2_x_0 * r_ab2_x_0 + r_ab2_y_0 * r_ab2_y_0);
|
||||
float r_ab2_norm_1 = sqrt(r_ab2_x_1 * r_ab2_x_1 + r_ab2_y_1 * r_ab2_y_1);
|
||||
float r_ab2_norm_2 = sqrt(r_ab2_x_2 * r_ab2_x_2 + r_ab2_y_2 * r_ab2_y_2);
|
||||
float r_ab2_norm_3 = sqrt(r_ab2_x_3 * r_ab2_x_3 + r_ab2_y_3 * r_ab2_y_3);
|
||||
float r_ab2_norm_4 = sqrt(r_ab2_x_4 * r_ab2_x_4 + r_ab2_y_4 * r_ab2_y_4);
|
||||
float r_ab2_norm_5 = sqrt(r_ab2_x_5 * r_ab2_x_5 + r_ab2_y_5 * r_ab2_y_5);
|
||||
float r_ab2_norm_6 = sqrt(r_ab2_x_6 * r_ab2_x_6 + r_ab2_y_6 * r_ab2_y_6);
|
||||
float r_ab2_norm_7 = sqrt(r_ab2_x_7 * r_ab2_x_7 + r_ab2_y_7 * r_ab2_y_7);
|
||||
|
||||
r_ab2_norm_0 = r_ab2_norm_0 > EPS ? r_ab2_norm_0 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_1 = r_ab2_norm_1 > EPS ? r_ab2_norm_1 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_2 = r_ab2_norm_2 > EPS ? r_ab2_norm_2 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_3 = r_ab2_norm_3 > EPS ? r_ab2_norm_3 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_4 = r_ab2_norm_4 > EPS ? r_ab2_norm_4 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_5 = r_ab2_norm_5 > EPS ? r_ab2_norm_5 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_6 = r_ab2_norm_6 > EPS ? r_ab2_norm_6 : EPS;
|
||||
r_ab2_norm_7 = r_ab2_norm_7 > EPS ? r_ab2_norm_7 : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum_0 = r_ab_norm_0 + r_ab2_norm_0;
|
||||
float r_ab_norm_sum_1 = r_ab_norm_1 + r_ab2_norm_1;
|
||||
float r_ab_norm_sum_2 = r_ab_norm_2 + r_ab2_norm_2;
|
||||
float r_ab_norm_sum_3 = r_ab_norm_3 + r_ab2_norm_3;
|
||||
float r_ab_norm_sum_4 = r_ab_norm_4 + r_ab2_norm_4;
|
||||
float r_ab_norm_sum_5 = r_ab_norm_5 + r_ab2_norm_5;
|
||||
float r_ab_norm_sum_6 = r_ab_norm_6 + r_ab2_norm_6;
|
||||
float r_ab_norm_sum_7 = r_ab_norm_7 + r_ab2_norm_7;
|
||||
|
||||
float two_b_sq_0 = r_ab_norm_sum_0 * r_ab_norm_sum_0 - sb_sq[j];
|
||||
float two_b_sq_1 = r_ab_norm_sum_1 * r_ab_norm_sum_1 - sb_sq[j + 1];
|
||||
float two_b_sq_2 = r_ab_norm_sum_2 * r_ab_norm_sum_2 - sb_sq[j + 2];
|
||||
float two_b_sq_3 = r_ab_norm_sum_3 * r_ab_norm_sum_3 - sb_sq[j + 3];
|
||||
float two_b_sq_4 = r_ab_norm_sum_4 * r_ab_norm_sum_4 - sb_sq[j + 4];
|
||||
float two_b_sq_5 = r_ab_norm_sum_5 * r_ab_norm_sum_5 - sb_sq[j + 5];
|
||||
float two_b_sq_6 = r_ab_norm_sum_6 * r_ab_norm_sum_6 - sb_sq[j + 6];
|
||||
float two_b_sq_7 = r_ab_norm_sum_7 * r_ab_norm_sum_7 - sb_sq[j + 7];
|
||||
|
||||
two_b_sq_0 = two_b_sq_0 > EPS_SQ ? two_b_sq_0 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_1 = two_b_sq_1 > EPS_SQ ? two_b_sq_1 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_2 = two_b_sq_2 > EPS_SQ ? two_b_sq_2 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_3 = two_b_sq_3 > EPS_SQ ? two_b_sq_3 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_4 = two_b_sq_4 > EPS_SQ ? two_b_sq_4 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_5 = two_b_sq_5 > EPS_SQ ? two_b_sq_5 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_6 = two_b_sq_6 > EPS_SQ ? two_b_sq_6 : EPS_SQ;
|
||||
two_b_sq_7 = two_b_sq_7 > EPS_SQ ? two_b_sq_7 : EPS_SQ;
|
||||
|
||||
float two_b_0 = sqrt(two_b_sq_0);
|
||||
float two_b_1 = sqrt(two_b_sq_1);
|
||||
float two_b_2 = sqrt(two_b_sq_2);
|
||||
float two_b_3 = sqrt(two_b_sq_3);
|
||||
float two_b_4 = sqrt(two_b_sq_4);
|
||||
float two_b_5 = sqrt(two_b_sq_5);
|
||||
float two_b_6 = sqrt(two_b_sq_6);
|
||||
float two_b_7 = sqrt(two_b_sq_7);
|
||||
|
||||
float scalar_mult_common_0 = (r_ab_norm_sum_0 / (two_b_0 * r_ab_norm_0 * r_ab2_norm_0)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_0 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_1 = (r_ab_norm_sum_1 / (two_b_1 * r_ab_norm_1 * r_ab2_norm_1)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_1 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_2 = (r_ab_norm_sum_2 / (two_b_2 * r_ab_norm_2 * r_ab2_norm_2)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_2 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_3 = (r_ab_norm_sum_3 / (two_b_3 * r_ab_norm_3 * r_ab2_norm_3)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_3 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_4 = (r_ab_norm_sum_4 / (two_b_4 * r_ab_norm_4 * r_ab2_norm_4)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_4 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_5 = (r_ab_norm_sum_5 / (two_b_5 * r_ab_norm_5 * r_ab2_norm_5)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_5 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_6 = (r_ab_norm_sum_6 / (two_b_6 * r_ab_norm_6 * r_ab2_norm_6)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_6 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_common_7 = (r_ab_norm_sum_7 / (two_b_7 * r_ab_norm_7 * r_ab2_norm_7)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b_7 * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab2_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab2_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab2_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab2_norm_3;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_4 = scalar_mult_common_4 * r_ab2_norm_4;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_5 = scalar_mult_common_5 * r_ab2_norm_5;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_6 = scalar_mult_common_6 * r_ab2_norm_6;
|
||||
float scalar_mult_r_ab_7 = scalar_mult_common_7 * r_ab2_norm_7;
|
||||
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_0 = scalar_mult_common_0 * r_ab_norm_0;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_1 = scalar_mult_common_1 * r_ab_norm_1;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_2 = scalar_mult_common_2 * r_ab_norm_2;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_3 = scalar_mult_common_3 * r_ab_norm_3;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_4 = scalar_mult_common_4 * r_ab_norm_4;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_5 = scalar_mult_common_5 * r_ab_norm_5;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_6 = scalar_mult_common_6 * r_ab_norm_6;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2_7 = scalar_mult_common_7 * r_ab_norm_7;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_0 = r_ab_x_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_x_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_1 = r_ab_x_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_x_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_2 = r_ab_x_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_x_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_3 = r_ab_x_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_x_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_4 = r_ab_x_4 * scalar_mult_r_ab_4 + r_ab2_x_4 * scalar_mult_r_ab2_4;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_5 = r_ab_x_5 * scalar_mult_r_ab_5 + r_ab2_x_5 * scalar_mult_r_ab2_5;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_6 = r_ab_x_6 * scalar_mult_r_ab_6 + r_ab2_x_6 * scalar_mult_r_ab2_6;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x_7 = r_ab_x_7 * scalar_mult_r_ab_7 + r_ab2_x_7 * scalar_mult_r_ab2_7;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_0 = r_ab_y_0 * scalar_mult_r_ab_0 + r_ab2_y_0 * scalar_mult_r_ab2_0;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_1 = r_ab_y_1 * scalar_mult_r_ab_1 + r_ab2_y_1 * scalar_mult_r_ab2_1;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_2 = r_ab_y_2 * scalar_mult_r_ab_2 + r_ab2_y_2 * scalar_mult_r_ab2_2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_3 = r_ab_y_3 * scalar_mult_r_ab_3 + r_ab2_y_3 * scalar_mult_r_ab2_3;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_4 = r_ab_y_4 * scalar_mult_r_ab_4 + r_ab2_y_4 * scalar_mult_r_ab2_4;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_5 = r_ab_y_5 * scalar_mult_r_ab_5 + r_ab2_y_5 * scalar_mult_r_ab2_5;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_6 = r_ab_y_6 * scalar_mult_r_ab_6 + r_ab2_y_6 * scalar_mult_r_ab2_6;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y_7 = r_ab_y_7 * scalar_mult_r_ab_7 + r_ab2_y_7 * scalar_mult_r_ab2_7;
|
||||
|
||||
float w_val_0, w_val_1, w_val_2, w_val_3, w_val_4, w_val_5, w_val_6, w_val_7;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq_0 = f_alpha_beta_neg_x_0 * f_alpha_beta_neg_x_0 + f_alpha_beta_neg_y_0 * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float f_norm_sq_1 = f_alpha_beta_neg_x_1 * f_alpha_beta_neg_x_1 + f_alpha_beta_neg_y_1 * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float f_norm_sq_2 = f_alpha_beta_neg_x_2 * f_alpha_beta_neg_x_2 + f_alpha_beta_neg_y_2 * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float f_norm_sq_3 = f_alpha_beta_neg_x_3 * f_alpha_beta_neg_x_3 + f_alpha_beta_neg_y_3 * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
float f_norm_sq_4 = f_alpha_beta_neg_x_4 * f_alpha_beta_neg_x_4 + f_alpha_beta_neg_y_4 * f_alpha_beta_neg_y_4;
|
||||
float f_norm_sq_5 = f_alpha_beta_neg_x_5 * f_alpha_beta_neg_x_5 + f_alpha_beta_neg_y_5 * f_alpha_beta_neg_y_5;
|
||||
float f_norm_sq_6 = f_alpha_beta_neg_x_6 * f_alpha_beta_neg_x_6 + f_alpha_beta_neg_y_6 * f_alpha_beta_neg_y_6;
|
||||
float f_norm_sq_7 = f_alpha_beta_neg_x_7 * f_alpha_beta_neg_x_7 + f_alpha_beta_neg_y_7 * f_alpha_beta_neg_y_7;
|
||||
|
||||
float rhs_0 = f_norm_sq_0 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_1 = f_norm_sq_1 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_2 = f_norm_sq_2 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_3 = f_norm_sq_3 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_4 = f_norm_sq_4 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_5 = f_norm_sq_5 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_6 = f_norm_sq_6 * cos_phi_sq;
|
||||
float rhs_7 = f_norm_sq_7 * cos_phi_sq;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_0 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_0 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_0;
|
||||
float e_dot_f_1 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_1 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_1;
|
||||
float e_dot_f_2 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_2 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_2;
|
||||
float e_dot_f_3 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_3 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_3;
|
||||
float e_dot_f_4 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_4 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_4;
|
||||
float e_dot_f_5 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_5 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_5;
|
||||
float e_dot_f_6 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_6 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_6;
|
||||
float e_dot_f_7 = e_x_i * f_alpha_beta_neg_x_7 + e_y_i * f_alpha_beta_neg_y_7;
|
||||
|
||||
float e_dot_f_sq_0 = e_dot_f_0 * e_dot_f_0;
|
||||
float e_dot_f_sq_1 = e_dot_f_1 * e_dot_f_1;
|
||||
float e_dot_f_sq_2 = e_dot_f_2 * e_dot_f_2;
|
||||
float e_dot_f_sq_3 = e_dot_f_3 * e_dot_f_3;
|
||||
float e_dot_f_sq_4 = e_dot_f_4 * e_dot_f_4;
|
||||
float e_dot_f_sq_5 = e_dot_f_5 * e_dot_f_5;
|
||||
float e_dot_f_sq_6 = e_dot_f_6 * e_dot_f_6;
|
||||
float e_dot_f_sq_7 = e_dot_f_7 * e_dot_f_7;
|
||||
|
||||
if (e_dot_f_0 >= 0.0 || e_dot_f_sq_0 <= rhs_0)
|
||||
w_val_0 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_0 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_1 >= 0.0 || e_dot_f_sq_1 <= rhs_1)
|
||||
w_val_1 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_1 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_2 >= 0.0 || e_dot_f_sq_2 <= rhs_2)
|
||||
w_val_2 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_2 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_3 >= 0.0 || e_dot_f_sq_3 <= rhs_3)
|
||||
w_val_3 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_3 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_4 >= 0.0 || e_dot_f_sq_4 <= rhs_4)
|
||||
w_val_4 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_4 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_5 >= 0.0 || e_dot_f_sq_5 <= rhs_5)
|
||||
w_val_5 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_5 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_6 >= 0.0 || e_dot_f_sq_6 <= rhs_6)
|
||||
w_val_6 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_6 = c_neg_times_dt;
|
||||
if (e_dot_f_7 >= 0.0 || e_dot_f_sq_7 <= rhs_7)
|
||||
w_val_7 = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val_7 = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
acc_x_0 += f_alpha_beta_neg_x_0 * w_val_0;
|
||||
acc_x_1 += f_alpha_beta_neg_x_1 * w_val_1;
|
||||
acc_x_2 += f_alpha_beta_neg_x_2 * w_val_2;
|
||||
acc_x_3 += f_alpha_beta_neg_x_3 * w_val_3;
|
||||
acc_x_4 += f_alpha_beta_neg_x_4 * w_val_4;
|
||||
acc_x_5 += f_alpha_beta_neg_x_5 * w_val_5;
|
||||
acc_x_6 += f_alpha_beta_neg_x_6 * w_val_6;
|
||||
acc_x_7 += f_alpha_beta_neg_x_7 * w_val_7;
|
||||
acc_y_0 += f_alpha_beta_neg_y_0 * w_val_0;
|
||||
acc_y_1 += f_alpha_beta_neg_y_1 * w_val_1;
|
||||
acc_y_2 += f_alpha_beta_neg_y_2 * w_val_2;
|
||||
acc_y_3 += f_alpha_beta_neg_y_3 * w_val_3;
|
||||
acc_y_4 += f_alpha_beta_neg_y_4 * w_val_4;
|
||||
acc_y_5 += f_alpha_beta_neg_y_5 * w_val_5;
|
||||
acc_y_6 += f_alpha_beta_neg_y_6 * w_val_6;
|
||||
acc_y_7 += f_alpha_beta_neg_y_7 * w_val_7;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; j < n_p; j++) {
|
||||
float r_ab_x = r_ab_x_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_y = r_ab_y_lut[i * n_p + j];
|
||||
float r_ab_norm = r_ab_norm_lut[i * n_p + j];
|
||||
|
||||
r_ab_norm = r_ab_norm > EPS ? r_ab_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab2_x = r_ab_x - sb_e_x[j];
|
||||
float r_ab2_y = r_ab_y - sb_e_y[j];
|
||||
|
||||
float r_ab2_norm = sqrt(r_ab2_x * r_ab2_x + r_ab2_y * r_ab2_y);
|
||||
r_ab2_norm = r_ab2_norm > EPS ? r_ab2_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float r_ab_norm_sum = r_ab_norm + r_ab2_norm;
|
||||
|
||||
float two_b_sq = r_ab_norm_sum * r_ab_norm_sum - sb_sq[j];
|
||||
two_b_sq = two_b_sq > EPS_SQ ? two_b_sq : EPS_SQ;
|
||||
float two_b = sqrt(two_b_sq);
|
||||
float scalar_mult_common = (r_ab_norm_sum / (two_b * r_ab_norm * r_ab2_norm)) * (NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA * exp(two_b * NEG_TWO_SIGMA_INV));
|
||||
float scalar_mult_r_ab = scalar_mult_common * r_ab2_norm;
|
||||
float scalar_mult_r_ab2 = scalar_mult_common * r_ab_norm;
|
||||
|
||||
float f_alpha_beta_neg_x = r_ab_x * scalar_mult_r_ab + r_ab2_x * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
float f_alpha_beta_neg_y = r_ab_y * scalar_mult_r_ab + r_ab2_y * scalar_mult_r_ab2;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float f_norm_sq = f_alpha_beta_neg_x * f_alpha_beta_neg_x + f_alpha_beta_neg_y * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float rhs = f_norm_sq * cos_phi_sq;
|
||||
float e_dot_f = e_x[i] * f_alpha_beta_neg_x + e_y[i] * f_alpha_beta_neg_y;
|
||||
float e_dot_f_sq = e_dot_f * e_dot_f;
|
||||
if (e_dot_f >= 0.0 || e_dot_f_sq <= rhs)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_beta_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_beta_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += acc_x_0 + acc_x_1 + acc_x_2 + acc_x_3 + acc_x_4 + acc_x_5 + acc_x_6 + acc_x_7;
|
||||
f_alpha_dt_y += acc_y_0 + acc_y_1 + acc_y_2 + acc_y_3 + acc_y_4 + acc_y_5 + acc_y_6 + acc_y_7;
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
float v1_x = pos_x[i] - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
float v1_y = pos_y[i] - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
float v2_x = board.obstacles[k].obstacle_v_x;
|
||||
float v2_y = board.obstacles[k].obstacle_v_y;
|
||||
|
||||
float projection = (v1_x * v2_x + v1_y * v2_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0)
|
||||
projection = 0.0;
|
||||
else if (projection > 1.0)
|
||||
projection = 1.0;
|
||||
|
||||
float r_aB_x = pos_x[i] - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
float r_aB_y = pos_y[i] - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
float r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
r_aB_norm = r_aB_norm > EPS ? r_aB_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
float f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
float f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
float w_val;
|
||||
|
||||
float e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y[i] : e_y[i]);
|
||||
|
||||
if (e_dot_f >= cos_phi)
|
||||
w_val = dt_neg;
|
||||
else
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
float f_alpha_B_dt_x = f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
float f_alpha_B_dt_y = f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_dt_x;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
|
||||
float w_norm = sqrt(w_x[i] * w_x[i] + w_y[i] * w_y[i]);
|
||||
|
||||
float w_norm2 = w_norm > EPS ? w_norm : EPS;
|
||||
|
||||
float correction_factor = min(1.0f, v_max[i] / w_norm2);
|
||||
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i] * correction_factor;
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i] * correction_factor;
|
||||
|
||||
pos_x[i] = pos_x[i] + curr_vel_x[i] * dt;
|
||||
pos_y[i] = pos_y[i] + curr_vel_y[i] * dt;
|
||||
|
||||
if (color[i] == 0 && pos_x[i] > (BOARD_LENGTH - 1.5)) {
|
||||
pos_x[i] = 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
if (color[i] == 1 && pos_x[i] < 1.5) {
|
||||
pos_x[i] = BOARD_LENGTH - 1.0;
|
||||
destination_y[i] = pos_y[i];
|
||||
w_x[i] = -desired_v0[i];
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = w_x[i];
|
||||
curr_vel_y[i] = w_y[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
pos_y[i] = clamp(pos_y[i], WALL_EPS, BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS);
|
||||
|
||||
float ex = destination_x[i] - pos_x[i];
|
||||
float ey = destination_y[i] - pos_y[i];
|
||||
|
||||
float e_norm = sqrt(ex * ex + ey * ey);
|
||||
float e_norm2 = e_norm > EPS ? e_norm : EPS;
|
||||
float e_norm_inv = 1.0 / e_norm2;
|
||||
|
||||
e_x[i] = ex * e_norm_inv;
|
||||
e_y[i] = ey * e_norm_inv;
|
||||
|
||||
float velocity_norm_sq = curr_vel_x[i] * curr_vel_x[i] + curr_vel_y[i] * curr_vel_y[i];
|
||||
|
||||
float velocity_norm = sqrt(velocity_norm_sq);
|
||||
|
||||
sb_sq[i] = velocity_norm_sq * delta_t_sq;
|
||||
|
||||
sb_e_x[i] = e_x[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
sb_e_y[i] = e_y[i] * (velocity_norm * delta_t);
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -1,7 +1,6 @@
|
||||
// # Changes:
|
||||
// # - Ported AVX2 to AVX-512
|
||||
// # - Replaced Obstacle with the version that contains no Vector2d
|
||||
// # - 64-byte aligned the vectors + replaced loadu with load
|
||||
// # - Implemented Fast Inverse Square Root
|
||||
// # Predecessor: variant_inlining_7_SoA_AVX2_polyexp.cpp
|
||||
|
||||
@@ -292,11 +291,11 @@ int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, c
|
||||
__mmask8 m_in_range = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512d pjx = _mm512_load_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjy = _mm512_load_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx = _mm512_load_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy = _mm512_load_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq = _mm512_load_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512d pjx = _mm512_loadu_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjy = _mm512_loadu_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx = _mm512_loadu_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy = _mm512_loadu_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq = _mm512_loadu_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_x = _mm512_sub_pd(pix, pjx);
|
||||
__m512d r_ab_y = _mm512_sub_pd(piy, pjy);
|
||||
|
||||
@@ -288,11 +288,11 @@ int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, c
|
||||
__mmask8 m_in_range = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512d pjx = _mm512_load_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjy = _mm512_load_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx = _mm512_load_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy = _mm512_load_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq = _mm512_load_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512d pjx = _mm512_loadu_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjy = _mm512_loadu_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx = _mm512_loadu_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy = _mm512_loadu_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq = _mm512_loadu_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_x = _mm512_sub_pd(pix, pjx);
|
||||
__m512d r_ab_y = _mm512_sub_pd(piy, pjy);
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,453 @@
|
||||
// # Changes: Vectorised second pass with AVX-512
|
||||
// # Predecessor: variant_inlining_8_SoA_AVX512_polyexp_fastinvsqrt.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
alignas(64) vector<double> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<double> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<double> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<double> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<double> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<double> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<double> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<double> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 7) & ~7;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
double x = x_gen_left(gen);
|
||||
double y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
double dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0;
|
||||
double dest_y = y;
|
||||
|
||||
double init_e_x = dest_x - x;
|
||||
double init_e_y = dest_y - y;
|
||||
double init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
double init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
double init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
double d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
double v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0;
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
double x = x_gen_right(gen);
|
||||
double y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
double dest_x = -30;
|
||||
double dest_y = y;
|
||||
|
||||
double init_e_x = dest_x - x;
|
||||
double init_e_y = dest_y - y;
|
||||
double init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
double init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
double init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
double d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
double v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0;
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9;
|
||||
pos_y[j] = 1e9;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512d _avx512_exp_pd(__m512d x) {
|
||||
|
||||
const __m512d log2e = _mm512_set1_pd(1.4426950408889634);
|
||||
__m512d nf = _mm512_roundscale_pd(_mm512_mul_pd(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
const __m512d ln2 = _mm512_set1_pd(0.6931471805599453);
|
||||
__m512d r = _mm512_fnmadd_pd(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512d c7 = _mm512_set1_pd(1.0 / 5040.0);
|
||||
const __m512d c6 = _mm512_set1_pd(1.0 / 720.0);
|
||||
const __m512d c5 = _mm512_set1_pd(1.0 / 120.0);
|
||||
const __m512d c4 = _mm512_set1_pd(1.0 / 24.0);
|
||||
const __m512d c3 = _mm512_set1_pd(1.0 / 6.0);
|
||||
const __m512d c2 = _mm512_set1_pd(0.5);
|
||||
const __m512d c1 = _mm512_set1_pd(1.0);
|
||||
const __m512d c0 = _mm512_set1_pd(1.0);
|
||||
|
||||
__m512d p = c7;
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c6);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c5);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m256d nf_lo = _mm512_castpd512_pd256(nf);
|
||||
__m256d nf_hi = _mm512_extractf64x4_pd(nf, 1);
|
||||
|
||||
__m128i ni32_lo = _mm256_cvtpd_epi32(nf_lo);
|
||||
__m128i ni32_hi = _mm256_cvtpd_epi32(nf_hi);
|
||||
|
||||
__m256i ni64_lo = _mm256_cvtepi32_epi64(ni32_lo);
|
||||
__m256i ni64_hi = _mm256_cvtepi32_epi64(ni32_hi);
|
||||
|
||||
__m512i ni64 = _mm512_inserti64x4(_mm512_castsi256_si512(ni64_lo), ni64_hi, 1);
|
||||
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi64(ni64, _mm512_set1_epi64(1023));
|
||||
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi64(biased, 52);
|
||||
|
||||
__m512d pow2n = _mm512_castsi512_pd(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_pd(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
|
||||
vector<tuple<int, int, double, double, double, double, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 7) & ~7;
|
||||
|
||||
alignas(64) constexpr double lane_offset_arr[8] = {0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0};
|
||||
const __m512d lane_off = _mm512_load_pd(lane_offset_arr);
|
||||
const __m512d v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_pd(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512d v_neg_2s_inv = _mm512_set1_pd(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512d v_cos_phi_inv = _mm512_set1_pd(cos_phi_inv);
|
||||
const __m512d v_dt_neg = _mm512_set1_pd(dt_neg);
|
||||
const __m512d v_c_neg_dt = _mm512_set1_pd(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512d v_zero = _mm512_setzero_pd();
|
||||
|
||||
const __m512d v_np = _mm512_set1_pd(n_p);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
double pos_x_i = pos_x[i];
|
||||
double pos_y_i = pos_y[i];
|
||||
double e_x_i = e_x[i];
|
||||
double e_y_i = e_y[i];
|
||||
double desired_v0_i = desired_v0[i];
|
||||
double curr_vel_x_i = curr_vel_x[i];
|
||||
double curr_vel_y_i = curr_vel_y[i];
|
||||
|
||||
double f_alpha_dt_x = (e_x_i * desired_v0_i - curr_vel_x_i) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
double f_alpha_dt_y = (e_y_i * desired_v0_i - curr_vel_y_i) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512d pix = _mm512_set1_pd(pos_x_i);
|
||||
const __m512d piy = _mm512_set1_pd(pos_y_i);
|
||||
const __m512d eix = _mm512_set1_pd(e_x_i);
|
||||
const __m512d eiy = _mm512_set1_pd(e_y_i);
|
||||
const __m512d v_i = _mm512_set1_pd((double)i);
|
||||
|
||||
__m512d acc_x = _mm512_setzero_pd();
|
||||
__m512d acc_y = _mm512_setzero_pd();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 8) {
|
||||
__m512d j_idx = _mm512_add_pd(_mm512_set1_pd((double)j), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask8 m_neq_i = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask8 m_in_range = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 active = m_neq_i & m_in_range;
|
||||
|
||||
__m512d pjx = _mm512_loadu_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjy = _mm512_loadu_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx = _mm512_loadu_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy = _mm512_loadu_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq = _mm512_loadu_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_x = _mm512_sub_pd(pix, pjx);
|
||||
__m512d r_ab_y = _mm512_sub_pd(piy, pjy);
|
||||
__m512d r_ab_n2 = _mm512_fmadd_pd(r_ab_x, r_ab_x, _mm512_mul_pd(r_ab_y, r_ab_y));
|
||||
__m512d r_ab_n = _mm512_sqrt_pd(r_ab_n2);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab2_x = _mm512_sub_pd(r_ab_x, sbe_jx);
|
||||
__m512d r_ab2_y = _mm512_sub_pd(r_ab_y, sbe_jy);
|
||||
__m512d r_ab2_n2 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x, r_ab2_x, _mm512_mul_pd(r_ab2_y, r_ab2_y));
|
||||
__m512d r_ab2_n = _mm512_sqrt_pd(r_ab2_n2);
|
||||
|
||||
__m512d r_sum = _mm512_add_pd(r_ab_n, r_ab2_n);
|
||||
__m512d two_b_sq = _mm512_fmsub_pd(r_sum, r_sum, sb_jsq);
|
||||
__m512d two_b = _mm512_sqrt_pd(two_b_sq);
|
||||
|
||||
__m512d e_arg = _mm512_mul_pd(two_b, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512d e_val = _avx512_exp_pd(e_arg);
|
||||
|
||||
__m512d numer = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(r_sum, v_neg_v0_div_2s), e_val);
|
||||
__m512d denom = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(two_b, r_ab_n), r_ab2_n);
|
||||
__m512d smc = _mm512_div_pd(numer, denom);
|
||||
|
||||
__m512d sm_r_ab = _mm512_mul_pd(smc, r_ab2_n);
|
||||
__m512d sm_r_ab2 = _mm512_mul_pd(smc, r_ab_n);
|
||||
|
||||
__m512d f_x = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x, sm_r_ab2, _mm512_mul_pd(r_ab_x, sm_r_ab));
|
||||
__m512d f_y = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_y, sm_r_ab2, _mm512_mul_pd(r_ab_y, sm_r_ab));
|
||||
|
||||
__m512d a = _mm512_mul_pd(_mm512_fmadd_pd(eix, f_x, _mm512_mul_pd(eiy, f_y)), v_cos_phi_inv);
|
||||
__m512d a_sq = _mm512_mul_pd(a, a);
|
||||
__m512d b_sq = _mm512_fmadd_pd(f_x, f_x, _mm512_mul_pd(f_y, f_y));
|
||||
|
||||
__mmask8 k_ge = _mm512_cmp_pd_mask(a, v_zero, _CMP_GE_OQ);
|
||||
__mmask8 k_gt = _mm512_cmp_pd_mask(a_sq, b_sq, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask8 k_cond = _mm512_kand(k_ge, k_gt);
|
||||
__m512d w_val = _mm512_mask_blend_pd(k_cond, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512d f_x_safe = _mm512_maskz_mov_pd(active, f_x);
|
||||
__m512d f_y_safe = _mm512_maskz_mov_pd(active, f_y);
|
||||
acc_x = _mm512_fmadd_pd(f_x_safe, w_val, acc_x);
|
||||
acc_y = _mm512_fmadd_pd(f_y_safe, w_val, acc_y);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_pd(acc_x);
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_pd(acc_y);
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
|
||||
double v1_x = pos_x_i - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
double v1_y = pos_y_i - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
|
||||
double projection = (v1_x * board.obstacles[k].obstacle_v_x + v1_y * board.obstacles[k].obstacle_v_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0)
|
||||
projection = 0.0;
|
||||
else if (projection > 1.0)
|
||||
projection = 1.0;
|
||||
|
||||
double r_aB_x = pos_x_i - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
double r_aB_y = pos_y_i - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
double r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
double scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
double f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
double f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
double w_val = dt_neg;
|
||||
double e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y_i : e_y_i);
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 8) {
|
||||
|
||||
__m512d w_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&w_x[i]);
|
||||
__m512d w_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&w_y[i]);
|
||||
__m512d v_max_i_vec = _mm512_loadu_pd(&v_max[i]);
|
||||
__m512d pos_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&pos_x[i]);
|
||||
__m512d pos_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&pos_y[i]);
|
||||
__m512d destination_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&destination_y[i]);
|
||||
__m512d destination_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&destination_x[i]);
|
||||
__m512d desired_v0_i_vec = _mm512_loadu_pd(&desired_v0[i]);
|
||||
|
||||
__m256i color_i_vec = _mm256_loadu_si256((__m256i *)&color[i]);
|
||||
|
||||
__m512d w_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(w_x_i_vec, w_x_i_vec, _mm512_mul_pd(w_y_i_vec, w_y_i_vec));
|
||||
__m512d w_norm = _mm512_sqrt_pd(w_norm_sq);
|
||||
__m512d correction_factor = _mm512_min_pd(_mm512_set1_pd(1.0), _mm512_div_pd(v_max_i_vec, w_norm));
|
||||
|
||||
__m512d curr_vel_x_i_vec = _mm512_mul_pd(w_x_i_vec, correction_factor);
|
||||
__m512d curr_vel_y_i_vec = _mm512_mul_pd(w_y_i_vec, correction_factor);
|
||||
|
||||
__m512d dt_vec = _mm512_set1_pd(dt);
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_x_i_vec, dt_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_y_i_vec, dt_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask8 cond_1_left = _mm256_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm256_setzero_si256());
|
||||
__mmask8 cond_1_right = _mm512_cmp_pd_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_LENGTH - 1.5), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask8 cond_1 = cond_1_left & cond_1_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(1.0));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, w_x_i_vec, desired_v0_i_vec);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, w_y_i_vec, _mm512_setzero_pd());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask8 cond_2_left = _mm256_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm256_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask8 cond_2_right = _mm512_cmp_pd_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(1.5), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 cond_2 = cond_2_left & cond_2_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_LENGTH - 1.0));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512d neg_desired_v0 = _mm512_xor_pd(desired_v0_i_vec, _mm512_set1_pd(-0.0));
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, w_x_i_vec, neg_desired_v0);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, w_y_i_vec, _mm512_setzero_pd());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_max_pd(pos_y_i_vec, _mm512_set1_pd(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_min_pd(pos_y_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512d ex_vec = _mm512_sub_pd(destination_x_i_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
__m512d ey_vec = _mm512_sub_pd(destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512d e_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(ex_vec, ex_vec, _mm512_mul_pd(ey_vec, ey_vec));
|
||||
__m512d e_norm = _mm512_sqrt_pd(e_norm_sq);
|
||||
__m512d e_norm_inv = _mm512_div_pd(_mm512_set1_pd(1.0), e_norm);
|
||||
__m512d e_x_i_vec = _mm512_mul_pd(ex_vec, e_norm_inv);
|
||||
__m512d e_y_i_vec = _mm512_mul_pd(ey_vec, e_norm_inv);
|
||||
|
||||
__m512d vel_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_x_i_vec, curr_vel_x_i_vec, _mm512_mul_pd(curr_vel_y_i_vec, curr_vel_y_i_vec));
|
||||
__m512d sb_sq_i_vec = _mm512_mul_pd(vel_norm_sq, _mm512_set1_pd(delta_t_sq));
|
||||
__m512d vel_norm_dt = _mm512_sqrt_pd(sb_sq_i_vec);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_pd(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&w_x[i], w_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&w_y[i], w_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&pos_x[i], pos_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&pos_y[i], pos_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&e_x[i], e_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&e_y[i], e_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&destination_y[i], destination_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_e_x[i], _mm512_mul_pd(e_x_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_e_y[i], _mm512_mul_pd(e_y_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
}
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,533 @@
|
||||
// # Changes: Added ILP with k = 2 to j-loop
|
||||
// # Predecessor: variant_inlining_8_SoA_AVX512_polyexp_moreavx.cpp
|
||||
|
||||
#include "../headers/board_reduced.hpp"
|
||||
#include "../headers/constants.hpp"
|
||||
#include "../headers/pedestrian_reduced.hpp"
|
||||
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
#include <fstream>
|
||||
#include <random>
|
||||
|
||||
#define SEED 42
|
||||
#define BOARD_WIDTH 10.0
|
||||
#define BOARD_LENGTH 50.0
|
||||
#define WALL_EPS 1e-3
|
||||
#define BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS 9.999
|
||||
|
||||
#ifndef RANDOM_SEED
|
||||
#define RANDOM_SEED 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifndef BENCHMARK
|
||||
#define BENCHMARK 0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
alignas(64) vector<double> pos_x, pos_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> sb_sq;
|
||||
alignas(64) vector<double> sb_e_x, sb_e_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> e_x, e_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> curr_vel_x, curr_vel_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> w_x, w_y;
|
||||
alignas(64) vector<double> desired_v0;
|
||||
alignas(64) vector<double> v_max;
|
||||
alignas(64) vector<double> destination_x, destination_y;
|
||||
alignas(64) vector<int> color;
|
||||
|
||||
Pedestrian *init_pedestrians(int n_p) {
|
||||
|
||||
#if RANDOM_SEED
|
||||
random_device rd;
|
||||
mt19937 gen(rd());
|
||||
#else
|
||||
mt19937 gen(SEED);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
normal_distribution<double> velocity_gen(v0_mean, v0_std_dev);
|
||||
uniform_real_distribution<double> y_gen(0.3, BOARD_WIDTH - 0.3);
|
||||
uniform_real_distribution<double> x_gen_left(2.0, BOARD_LENGTH / 2.0);
|
||||
uniform_real_distribution<double> x_gen_right(BOARD_LENGTH / 2.0, BOARD_LENGTH - 2.0);
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 7) & ~7;
|
||||
|
||||
pos_x.resize(n_p_pad);
|
||||
pos_y.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_sq.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
sb_e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
e_x.resize(n_p_pad);
|
||||
e_y.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_x.resize(n_p_pad);
|
||||
curr_vel_y.resize(n_p_pad);
|
||||
w_x.resize(n_p_pad);
|
||||
w_y.resize(n_p_pad);
|
||||
desired_v0.resize(n_p_pad);
|
||||
v_max.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_x.resize(n_p_pad);
|
||||
destination_y.resize(n_p_pad);
|
||||
color.resize(n_p_pad);
|
||||
|
||||
int n_p_half = n_p / 2;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_half; i++) {
|
||||
double x = x_gen_left(gen);
|
||||
double y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
double dest_x = BOARD_LENGTH + 30.0;
|
||||
double dest_y = y;
|
||||
|
||||
double init_e_x = dest_x - x;
|
||||
double init_e_y = dest_y - y;
|
||||
double init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
double init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
double init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
double d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
double v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 0;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0;
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = n_p_half; i < n_p; i++) {
|
||||
double x = x_gen_right(gen);
|
||||
double y = y_gen(gen);
|
||||
|
||||
double dest_x = -30;
|
||||
double dest_y = y;
|
||||
|
||||
double init_e_x = dest_x - x;
|
||||
double init_e_y = dest_y - y;
|
||||
double init_e_norm = sqrt(init_e_x * init_e_x + init_e_y * init_e_y);
|
||||
double init_e_unit_x = init_e_x / init_e_norm;
|
||||
double init_e_unit_y = init_e_y / init_e_norm;
|
||||
|
||||
double d_v0;
|
||||
do {
|
||||
d_v0 = velocity_gen(gen);
|
||||
} while (d_v0 <= 0.1);
|
||||
|
||||
double v_m = 1.3 * d_v0;
|
||||
|
||||
color[i] = 1;
|
||||
pos_x[i] = x;
|
||||
pos_y[i] = y;
|
||||
e_x[i] = init_e_unit_x;
|
||||
e_y[i] = init_e_unit_y;
|
||||
v_max[i] = v_m;
|
||||
desired_v0[i] = d_v0;
|
||||
destination_x[i] = dest_x;
|
||||
destination_y[i] = dest_y;
|
||||
|
||||
w_x[i] = 0.0;
|
||||
w_y[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_x[i] = 0.0;
|
||||
curr_vel_y[i] = 0.0;
|
||||
sb_sq[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[i] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[i] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = n_p; j < n_p_pad; j++) {
|
||||
pos_x[j] = 1e9;
|
||||
pos_y[j] = 1e9;
|
||||
sb_sq[j] = 0.0;
|
||||
sb_e_x[j] = 0.0;
|
||||
sb_e_y[j] = 0.0;
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Board init_board_without_obstacles() { return Board(BOARD_LENGTH, BOARD_WIDTH, 0, nullptr); }
|
||||
|
||||
static inline __m512d _avx512_exp_pd(__m512d x) {
|
||||
|
||||
const __m512d log2e = _mm512_set1_pd(1.4426950408889634);
|
||||
__m512d nf = _mm512_roundscale_pd(_mm512_mul_pd(x, log2e), _MM_FROUND_TO_NEAREST_INT | _MM_FROUND_NO_EXC);
|
||||
const __m512d ln2 = _mm512_set1_pd(0.6931471805599453);
|
||||
__m512d r = _mm512_fnmadd_pd(nf, ln2, x);
|
||||
|
||||
const __m512d c7 = _mm512_set1_pd(1.0 / 5040.0);
|
||||
const __m512d c6 = _mm512_set1_pd(1.0 / 720.0);
|
||||
const __m512d c5 = _mm512_set1_pd(1.0 / 120.0);
|
||||
const __m512d c4 = _mm512_set1_pd(1.0 / 24.0);
|
||||
const __m512d c3 = _mm512_set1_pd(1.0 / 6.0);
|
||||
const __m512d c2 = _mm512_set1_pd(0.5);
|
||||
const __m512d c1 = _mm512_set1_pd(1.0);
|
||||
const __m512d c0 = _mm512_set1_pd(1.0);
|
||||
|
||||
__m512d p = c7;
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c6);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c5);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c4);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c3);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c2);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c1);
|
||||
p = _mm512_fmadd_pd(p, r, c0);
|
||||
|
||||
__m256d nf_lo = _mm512_castpd512_pd256(nf);
|
||||
__m256d nf_hi = _mm512_extractf64x4_pd(nf, 1);
|
||||
|
||||
__m128i ni32_lo = _mm256_cvtpd_epi32(nf_lo);
|
||||
__m128i ni32_hi = _mm256_cvtpd_epi32(nf_hi);
|
||||
|
||||
__m256i ni64_lo = _mm256_cvtepi32_epi64(ni32_lo);
|
||||
__m256i ni64_hi = _mm256_cvtepi32_epi64(ni32_hi);
|
||||
|
||||
__m512i ni64 = _mm512_inserti64x4(_mm512_castsi256_si512(ni64_lo), ni64_hi, 1);
|
||||
|
||||
__m512i biased = _mm512_add_epi64(ni64, _mm512_set1_epi64(1023));
|
||||
|
||||
__m512i scaled = _mm512_slli_epi64(biased, 52);
|
||||
|
||||
__m512d pow2n = _mm512_castsi512_pd(scaled);
|
||||
|
||||
return _mm512_mul_pd(p, pow2n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int run_simulation(Pedestrian *pedestrians, Board &board, int n_p, int n_iter, const char *dump_path) {
|
||||
|
||||
#if BENCHMARK
|
||||
(void)dump_path;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
const int dump_interval = 1;
|
||||
|
||||
vector<tuple<int, int, double, double, double, double, int>> samples;
|
||||
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
samples.reserve(static_cast<size_t>(n_iter / dump_interval + 1) * n_p);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
samples.emplace_back(0, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
const int n_p_pad = (n_p + 15) & ~15;
|
||||
|
||||
alignas(64) constexpr double lane_offset_arr[8] = {0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0};
|
||||
const __m512d lane_off = _mm512_load_pd(lane_offset_arr);
|
||||
|
||||
const __m512d v_neg_v0_div_2s = _mm512_set1_pd(NEG_V0_AB_div_TWO_SIGMA);
|
||||
const __m512d v_neg_2s_inv = _mm512_set1_pd(NEG_TWO_SIGMA_INV);
|
||||
const __m512d v_cos_phi_sq = _mm512_set1_pd(cos_phi_sq);
|
||||
const __m512d v_dt_neg = _mm512_set1_pd(dt_neg);
|
||||
const __m512d v_c_neg_dt = _mm512_set1_pd(c_neg_times_dt);
|
||||
const __m512d v_zero = _mm512_setzero_pd();
|
||||
const __m512d v_one = _mm512_set1_pd(1.0f);
|
||||
const __m512d v_np = _mm512_set1_pd((float)n_p);
|
||||
const __m512d v_exp_min = _mm512_set1_pd(-87.0f);
|
||||
|
||||
for (int t = 0; t < n_iter; t++) {
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
double pos_x_i = pos_x[i];
|
||||
double pos_y_i = pos_y[i];
|
||||
double e_x_i = e_x[i];
|
||||
double e_y_i = e_y[i];
|
||||
double desired_v0_i = desired_v0[i];
|
||||
double curr_vel_x_i = curr_vel_x[i];
|
||||
double curr_vel_y_i = curr_vel_y[i];
|
||||
|
||||
double f_alpha_dt_x = (e_x_i * desired_v0_i - curr_vel_x_i) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
double f_alpha_dt_y = (e_y_i * desired_v0_i - curr_vel_y_i) * dt_times_tau_alpha_inv;
|
||||
|
||||
const __m512d pix = _mm512_set1_pd(pos_x_i);
|
||||
const __m512d piy = _mm512_set1_pd(pos_y_i);
|
||||
const __m512d eix = _mm512_set1_pd(e_x_i);
|
||||
const __m512d eiy = _mm512_set1_pd(e_y_i);
|
||||
const __m512d v_i = _mm512_set1_pd((double)i);
|
||||
|
||||
__m512d acc_x_0 = _mm512_setzero_pd();
|
||||
__m512d acc_y_0 = _mm512_setzero_pd();
|
||||
__m512d acc_x_1 = _mm512_setzero_pd();
|
||||
__m512d acc_y_1 = _mm512_setzero_pd();
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < n_p_pad; j += 16) {
|
||||
__m512d j_idx_0 = _mm512_add_pd(_mm512_set1_pd((double)j), lane_off);
|
||||
__m512d j_idx_1 = _mm512_add_pd(_mm512_set1_pd((double)j + 8), lane_off);
|
||||
|
||||
__mmask8 m_neq_i_0 = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx_0, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
__mmask8 m_neq_i_1 = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx_1, v_i, _CMP_NEQ_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask8 m_in_range_0 = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx_0, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 m_in_range_1 = _mm512_cmp_pd_mask(j_idx_1, v_np, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask8 active_0 = m_neq_i_0 & m_in_range_0;
|
||||
__mmask8 active_1 = m_neq_i_1 & m_in_range_1;
|
||||
|
||||
__m512d pjx_0 = _mm512_loadu_pd(&pos_x[j]);
|
||||
__m512d pjx_1 = _mm512_loadu_pd(&pos_x[j + 8]);
|
||||
|
||||
__m512d pjy_0 = _mm512_loadu_pd(&pos_y[j]);
|
||||
__m512d pjy_1 = _mm512_loadu_pd(&pos_y[j + 8]);
|
||||
|
||||
__m512d sbe_jx_0 = _mm512_loadu_pd(&sb_e_x[j]);
|
||||
__m512d sbe_jx_1 = _mm512_loadu_pd(&sb_e_x[j + 8]);
|
||||
|
||||
__m512d sbe_jy_0 = _mm512_loadu_pd(&sb_e_y[j]);
|
||||
__m512d sbe_jy_1 = _mm512_loadu_pd(&sb_e_y[j + 8]);
|
||||
|
||||
__m512d sb_jsq_0 = _mm512_loadu_pd(&sb_sq[j]);
|
||||
__m512d sb_jsq_1 = _mm512_loadu_pd(&sb_sq[j + 8]);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_x_0 = _mm512_sub_pd(pix, pjx_0);
|
||||
__m512d r_ab_x_1 = _mm512_sub_pd(pix, pjx_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_y_0 = _mm512_sub_pd(piy, pjy_0);
|
||||
__m512d r_ab_y_1 = _mm512_sub_pd(piy, pjy_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_n2_0 = _mm512_fmadd_pd(r_ab_x_0, r_ab_x_0, _mm512_mul_pd(r_ab_y_0, r_ab_y_0));
|
||||
__m512d r_ab_n2_1 = _mm512_fmadd_pd(r_ab_x_1, r_ab_x_1, _mm512_mul_pd(r_ab_y_1, r_ab_y_1));
|
||||
|
||||
__m512d r_ab_n_0 = _mm512_sqrt_pd(r_ab_n2_0);
|
||||
__m512d r_ab_n_1 = _mm512_sqrt_pd(r_ab_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab2_x_0 = _mm512_sub_pd(r_ab_x_0, sbe_jx_0);
|
||||
__m512d r_ab2_x_1 = _mm512_sub_pd(r_ab_x_1, sbe_jx_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab2_y_0 = _mm512_sub_pd(r_ab_y_0, sbe_jy_0);
|
||||
__m512d r_ab2_y_1 = _mm512_sub_pd(r_ab_y_1, sbe_jy_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_ab2_n2_0 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x_0, r_ab2_x_0, _mm512_mul_pd(r_ab2_y_0, r_ab2_y_0));
|
||||
__m512d r_ab2_n2_1 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x_1, r_ab2_x_1, _mm512_mul_pd(r_ab2_y_1, r_ab2_y_1));
|
||||
|
||||
__m512d r_ab2_n_0 = _mm512_sqrt_pd(r_ab2_n2_0);
|
||||
__m512d r_ab2_n_1 = _mm512_sqrt_pd(r_ab2_n2_1);
|
||||
|
||||
__m512d r_sum_0 = _mm512_add_pd(r_ab_n_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512d r_sum_1 = _mm512_add_pd(r_ab_n_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512d two_b_sq_0 = _mm512_fmsub_pd(r_sum_0, r_sum_0, sb_jsq_0);
|
||||
__m512d two_b_sq_1 = _mm512_fmsub_pd(r_sum_1, r_sum_1, sb_jsq_1);
|
||||
|
||||
__m512d two_b_0 = _mm512_sqrt_pd(two_b_sq_0);
|
||||
__m512d two_b_1 = _mm512_sqrt_pd(two_b_sq_1);
|
||||
|
||||
__m512d e_arg_0 = _mm512_mul_pd(two_b_0, v_neg_2s_inv);
|
||||
__m512d e_arg_1 = _mm512_mul_pd(two_b_1, v_neg_2s_inv);
|
||||
|
||||
e_arg_0 = _mm512_max_pd(e_arg_0, v_exp_min);
|
||||
e_arg_1 = _mm512_max_pd(e_arg_1, v_exp_min);
|
||||
|
||||
__m512d e_val_0 = _avx512_exp_pd(e_arg_0);
|
||||
__m512d e_val_1 = _avx512_exp_pd(e_arg_1);
|
||||
|
||||
__m512d numer_0 = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(r_sum_0, v_neg_v0_div_2s), e_val_0);
|
||||
__m512d numer_1 = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(r_sum_1, v_neg_v0_div_2s), e_val_1);
|
||||
|
||||
__m512d denom_0 = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(two_b_0, r_ab_n_0), r_ab2_n_0);
|
||||
__m512d denom_1 = _mm512_mul_pd(_mm512_mul_pd(two_b_1, r_ab_n_1), r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512d denom_safe_0 = _mm512_mask_blend_pd(active_0, v_one, denom_0);
|
||||
__m512d denom_safe_1 = _mm512_mask_blend_pd(active_1, v_one, denom_1);
|
||||
|
||||
__m512d smc_0 = _mm512_div_pd(numer_0, denom_safe_0);
|
||||
__m512d smc_1 = _mm512_div_pd(numer_1, denom_safe_1);
|
||||
|
||||
__m512d sm_r_ab_0 = _mm512_mul_pd(smc_0, r_ab2_n_0);
|
||||
__m512d sm_r_ab_1 = _mm512_mul_pd(smc_1, r_ab2_n_1);
|
||||
|
||||
__m512d sm_r_ab2_0 = _mm512_mul_pd(smc_0, r_ab_n_0);
|
||||
__m512d sm_r_ab2_1 = _mm512_mul_pd(smc_1, r_ab_n_1);
|
||||
|
||||
__m512d f_x_0 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_pd(r_ab_x_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512d f_x_1 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_x_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_pd(r_ab_x_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512d f_y_0 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_y_0, sm_r_ab2_0, _mm512_mul_pd(r_ab_y_0, sm_r_ab_0));
|
||||
__m512d f_y_1 = _mm512_fmadd_pd(r_ab2_y_1, sm_r_ab2_1, _mm512_mul_pd(r_ab_y_1, sm_r_ab_1));
|
||||
|
||||
__m512d f_norm_sq_0 = _mm512_fmadd_pd(f_x_0, f_x_0, _mm512_mul_pd(f_y_0, f_y_0));
|
||||
__m512d f_norm_sq_1 = _mm512_fmadd_pd(f_x_1, f_x_1, _mm512_mul_pd(f_y_1, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512d rhs_0 = _mm512_mul_pd(f_norm_sq_0, v_cos_phi_sq);
|
||||
__m512d rhs_1 = _mm512_mul_pd(f_norm_sq_1, v_cos_phi_sq);
|
||||
|
||||
__m512d e_dot_f_0 = _mm512_fmadd_pd(eix, f_x_0, _mm512_mul_pd(eiy, f_y_0));
|
||||
__m512d e_dot_f_1 = _mm512_fmadd_pd(eix, f_x_1, _mm512_mul_pd(eiy, f_y_1));
|
||||
|
||||
__m512d e_dot_f_sq_0 = _mm512_mul_pd(e_dot_f_0, e_dot_f_0);
|
||||
__m512d e_dot_f_sq_1 = _mm512_mul_pd(e_dot_f_1, e_dot_f_1);
|
||||
|
||||
__mmask8 c1_0 = _mm512_cmp_pd_mask(e_dot_f_0, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 c1_1 = _mm512_cmp_pd_mask(e_dot_f_1, v_zero, _CMP_LT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask8 c2_0 = _mm512_cmp_pd_mask(e_dot_f_sq_0, rhs_0, _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask8 c2_1 = _mm512_cmp_pd_mask(e_dot_f_sq_1, rhs_1, _CMP_GT_OQ);
|
||||
|
||||
__mmask8 cond_0 = c1_0 & c2_0;
|
||||
__mmask8 cond_1 = c1_1 & c2_1;
|
||||
|
||||
__m512d w_val_0 = _mm512_mask_blend_pd(cond_0, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
__m512d w_val_1 = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, v_dt_neg, v_c_neg_dt);
|
||||
|
||||
__m512d f_x_safe_0 = _mm512_maskz_mov_pd(active_0, f_x_0);
|
||||
__m512d f_x_safe_1 = _mm512_maskz_mov_pd(active_1, f_x_1);
|
||||
|
||||
__m512d f_y_safe_0 = _mm512_maskz_mov_pd(active_0, f_y_0);
|
||||
__m512d f_y_safe_1 = _mm512_maskz_mov_pd(active_1, f_y_1);
|
||||
|
||||
acc_x_0 = _mm512_fmadd_pd(f_x_safe_0, w_val_0, acc_x_0);
|
||||
acc_x_1 = _mm512_fmadd_pd(f_x_safe_1, w_val_1, acc_x_1);
|
||||
|
||||
acc_y_0 = _mm512_fmadd_pd(f_y_safe_0, w_val_0, acc_y_0);
|
||||
acc_y_1 = _mm512_fmadd_pd(f_y_safe_1, w_val_1, acc_y_1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += _mm512_reduce_add_pd(_mm512_add_pd(acc_x_0, acc_x_1));
|
||||
f_alpha_dt_y += _mm512_reduce_add_pd(_mm512_add_pd(acc_y_0, acc_y_1));
|
||||
|
||||
for (int k = 0; k < board.n_obstacles; k++) {
|
||||
|
||||
double v1_x = pos_x_i - board.obstacles[k].start_x;
|
||||
double v1_y = pos_y_i - board.obstacles[k].start_y;
|
||||
|
||||
double projection = (v1_x * board.obstacles[k].obstacle_v_x + v1_y * board.obstacles[k].obstacle_v_y) * board.obstacles[k].length_sq_inv;
|
||||
|
||||
if (projection < 0.0)
|
||||
projection = 0.0;
|
||||
else if (projection > 1.0)
|
||||
projection = 1.0;
|
||||
|
||||
double r_aB_x = pos_x_i - (board.obstacles[k].start_x + board.obstacles[k].obstacle_v_x * projection);
|
||||
double r_aB_y = pos_y_i - (board.obstacles[k].start_y + board.obstacles[k].obstacle_v_y * projection);
|
||||
|
||||
double r_aB_norm = sqrt(r_aB_x * r_aB_x + r_aB_y * r_aB_y);
|
||||
double scalar_mult = (NEG_U0_AB_div_R * exp(r_aB_norm * NEG_R_INV)) / r_aB_norm;
|
||||
double f_alpha_B_neg_x = r_aB_x * scalar_mult;
|
||||
double f_alpha_B_neg_y = r_aB_y * scalar_mult;
|
||||
|
||||
double w_val = dt_neg;
|
||||
double e_dot_f = (f_alpha_B_neg_y == 0) ? 0 : (f_alpha_B_neg_y < 0 ? -e_y_i : e_y_i);
|
||||
if (e_dot_f < cos_phi)
|
||||
w_val = c_neg_times_dt;
|
||||
|
||||
f_alpha_dt_x += f_alpha_B_neg_x * w_val;
|
||||
f_alpha_dt_y += f_alpha_B_neg_y * w_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
w_x[i] += f_alpha_dt_x;
|
||||
w_y[i] += f_alpha_dt_y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n_p_pad; i += 8) {
|
||||
|
||||
__m512d w_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&w_x[i]);
|
||||
__m512d w_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&w_y[i]);
|
||||
__m512d v_max_i_vec = _mm512_loadu_pd(&v_max[i]);
|
||||
__m512d pos_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&pos_x[i]);
|
||||
__m512d pos_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&pos_y[i]);
|
||||
__m512d destination_y_i_vec = _mm512_loadu_pd(&destination_y[i]);
|
||||
__m512d destination_x_i_vec = _mm512_loadu_pd(&destination_x[i]);
|
||||
__m512d desired_v0_i_vec = _mm512_loadu_pd(&desired_v0[i]);
|
||||
|
||||
__m256i color_i_vec = _mm256_loadu_si256((__m256i *)&color[i]);
|
||||
|
||||
__m512d w_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(w_x_i_vec, w_x_i_vec, _mm512_mul_pd(w_y_i_vec, w_y_i_vec));
|
||||
__m512d w_norm = _mm512_sqrt_pd(w_norm_sq);
|
||||
__m512d correction_factor = _mm512_min_pd(_mm512_set1_pd(1.0), _mm512_div_pd(v_max_i_vec, w_norm));
|
||||
|
||||
__m512d curr_vel_x_i_vec = _mm512_mul_pd(w_x_i_vec, correction_factor);
|
||||
__m512d curr_vel_y_i_vec = _mm512_mul_pd(w_y_i_vec, correction_factor);
|
||||
|
||||
__m512d dt_vec = _mm512_set1_pd(dt);
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_x_i_vec, dt_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_y_i_vec, dt_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask8 cond_1_left = _mm256_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm256_setzero_si256());
|
||||
__mmask8 cond_1_right = _mm512_cmp_pd_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_LENGTH - 1.5), _CMP_GT_OQ);
|
||||
__mmask8 cond_1 = cond_1_left & cond_1_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(1.0));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, w_x_i_vec, desired_v0_i_vec);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, w_y_i_vec, _mm512_setzero_pd());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_1, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
__mmask8 cond_2_left = _mm256_cmpeq_epi32_mask(color_i_vec, _mm256_set1_epi32(1));
|
||||
__mmask8 cond_2_right = _mm512_cmp_pd_mask(pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(1.5), _CMP_LT_OQ);
|
||||
__mmask8 cond_2 = cond_2_left & cond_2_right;
|
||||
|
||||
pos_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, pos_x_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_LENGTH - 1.0));
|
||||
destination_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512d neg_desired_v0 = _mm512_xor_pd(desired_v0_i_vec, _mm512_set1_pd(-0.0));
|
||||
w_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, w_x_i_vec, neg_desired_v0);
|
||||
w_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, w_y_i_vec, _mm512_setzero_pd());
|
||||
curr_vel_x_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, curr_vel_x_i_vec, w_x_i_vec);
|
||||
curr_vel_y_i_vec = _mm512_mask_blend_pd(cond_2, curr_vel_y_i_vec, w_y_i_vec);
|
||||
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_max_pd(pos_y_i_vec, _mm512_set1_pd(WALL_EPS));
|
||||
pos_y_i_vec = _mm512_min_pd(pos_y_i_vec, _mm512_set1_pd(BOARD_WIDTH_MINUS_WALL_EPS));
|
||||
|
||||
__m512d ex_vec = _mm512_sub_pd(destination_x_i_vec, pos_x_i_vec);
|
||||
__m512d ey_vec = _mm512_sub_pd(destination_y_i_vec, pos_y_i_vec);
|
||||
__m512d e_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(ex_vec, ex_vec, _mm512_mul_pd(ey_vec, ey_vec));
|
||||
__m512d e_norm = _mm512_sqrt_pd(e_norm_sq);
|
||||
__m512d e_norm_inv = _mm512_div_pd(_mm512_set1_pd(1.0), e_norm);
|
||||
__m512d e_x_i_vec = _mm512_mul_pd(ex_vec, e_norm_inv);
|
||||
__m512d e_y_i_vec = _mm512_mul_pd(ey_vec, e_norm_inv);
|
||||
|
||||
__m512d vel_norm_sq = _mm512_fmadd_pd(curr_vel_x_i_vec, curr_vel_x_i_vec, _mm512_mul_pd(curr_vel_y_i_vec, curr_vel_y_i_vec));
|
||||
__m512d sb_sq_i_vec = _mm512_mul_pd(vel_norm_sq, _mm512_set1_pd(delta_t_sq));
|
||||
__m512d vel_norm_dt = _mm512_sqrt_pd(sb_sq_i_vec);
|
||||
|
||||
_mm512_storeu_pd(&curr_vel_x[i], curr_vel_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&curr_vel_y[i], curr_vel_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&w_x[i], w_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&w_y[i], w_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&pos_x[i], pos_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&pos_y[i], pos_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&e_x[i], e_x_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&e_y[i], e_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&destination_y[i], destination_y_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_sq[i], sb_sq_i_vec);
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_e_x[i], _mm512_mul_pd(e_x_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
_mm512_storeu_pd(&sb_e_y[i], _mm512_mul_pd(e_y_i_vec, vel_norm_dt));
|
||||
}
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
for (int i = 0; i < n_p; i++) {
|
||||
if (dump_path && (t % dump_interval == 0)) {
|
||||
samples.emplace_back(t + 1, i, pos_x[i], pos_y[i], e_x[i], e_y[i], color[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#if !BENCHMARK
|
||||
if (dump_path) {
|
||||
ofstream out(dump_path);
|
||||
out << "time,id,x,y,p.e.x,p.e.y,color\n";
|
||||
|
||||
for (auto &[t, id, x, y, e_x, e_y, c] : samples) {
|
||||
out << t << ',' << id << ',' << x << ',' << y << ',' << e_x << ',' << e_y << ',' << c << '\n';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user