mparam.h

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/*
 * [LAMMP]
 * Copyright (C) [2025-2026] [HJimmyK(Jericho Knox)]
 *
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 * (at your option) any later version.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU Lesser General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
 * along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
#ifndef __LAMMP_MPARAM_H__
#define __LAMMP_MPARAM_H__
 
// 默认全局栈大小，单位为字节
#define LAMMP_DEFAULT_STACK_SIZE 320 * 1024
 
// 除法阈值：当操作数规模超过此值时，使用分治除法算法
#define DIV_DIVIDE_THRESHOLD 50
// 乘法逆元L阈值：用于选择乘法逆元计算策略的临界值
#define DIV_MULINV_L_THRESHOLD 477
// 乘法逆元N阈值：用于选择乘法逆元计算策略的临界值
#define DIV_MULINV_N_THRESHOLD 1736
 
// 牛顿迭代求逆阈值：超过此规模使用牛顿迭代法求逆
#define INV_NEWTON_THRESHOLD 21
// 梅森变换求逆阈值：超过此规模使用梅森变换法求逆
#define INV_MODM_THRESHOLD 734
 
// 梅森变换乘法逆元阈值：超过此规模选择梅森变换计算乘法逆元
#define DIV_MULINV_MODM_THRESHOLD 477
 
// 牛顿迭代开方阈值：超过此规模使用牛顿迭代法开方
#define SQRT_NEWTON_THRESHOLD 50
// 梅森变换开方阈值：超过此规模选择梅森变换计算
#define SQRT_NEWTON_MODM_THRESHOLD 734
 
// Toom-22乘法阈值：超过此规模使用Toom-22乘法
#define MUL_TOOM22_THRESHOLD 20
// Toom-X2乘法阈值：较短乘数小于此值使用Toom-X2不平衡乘法
#define MUL_TOOMX2_THRESHOLD 30
// Toom-33乘法阈值：超过此规模使用Toom-33乘法
#define MUL_TOOM33_THRESHOLD 65
// Toom-44乘法阈值：超过此规模使用Toom-44乘法
#define MUL_TOOM44_THRESHOLD 581
// FFT乘法阈值：超过此规模使用快速傅里叶变换(FFT)乘法
#define MUL_FFT_THRESHOLD 2316
 
// 低位乘法阈值：低于此规模使用朴素乘法
#define MULLO_BASECASE_THRESHOLD 20
// 低位除法阈值：低于此规模使用不平衡分治乘法
#define MULLO_DC_THRESHOLD 11238
 
// 精确逆元阈值：高于此规模使用牛顿迭代法
#define BNINV_NEWTON_THRESHOLD 20
 
// 费马变换阈值：低于此规模使用直接乘法而不再进行递归
#define MUL_FFT_MODF_THRESHOLD 477
 
// 转字符串除法阈值：字符串转换时选择除法算法的临界值
#define TO_STR_DIVIDE_THRESHOLD 20
// 转字符串基数幂阈值：字符串转换时基数幂计算的策略选择临界值
#define TO_STR_BASEPOW_THRESHOLD 30
// 从字符串解析除法阈值：字符串解析时选择除法算法的临界值
#define FROM_STR_DIVIDE_THRESHOLD 45
// 从字符串解析基数幂阈值：字符串解析时基数幂计算的策略选择临界值
#define FROM_STR_BASEPOW_THRESHOLD 100
 
// L1缓存大小，请将此值设置为实际单核CPU的L1缓存大小（字节数）
// 8192 字节通常远远小于现代CPU的L1缓存大小，主要为分块缓存大小考虑
#define L1_CACHE_SIZE 8192
 
// L2缓存大小，请将此值设置为实际单核CPU的L2缓存大小（字节数）
// 1Mb 字节是一个相对保守的数值
#define L2_CACHE_SIZE (1ull << 20)
 
#ifndef LIMB_BYTES
#define LIMB_BYTES 8
#endif
 
// L1缓存分块大小
#define PART_SIZE (L1_CACHE_SIZE / LIMB_BYTES / 4)
 
// 元素连乘朴素连乘空间长度
#define LIMB_ELEMMUL_MP_THRESHOLD 20
 
// 向量连乘朴素连乘空间长度
#define VEC_ELEMMUL_MP_THRESHOLD 40
 
// 2x2矩阵乘法选择STRASSEN算法的阈值
#define MAT22_MUL_STRASSEN_THRESHOLD 60
 
// 2x2矩阵平方选择STRASSEN算法的阈值
#define MAT22_SQR_STRASSEN_THRESHOLD 50
 
// 幂运算中，底数长度为 1 的幂运算指数阈值，低于此阈值使用连乘法
#define POW_1_EXP_THRESHOLD 10
 
// 幂运算中，指数大于此值可能使用win2算法
#define POW_WIN2_EXP_THRESHOLD 50
 
// 幂运算中，底数长度大于此值可能使用win2算法
#define POW_WIN2_N_THRESHOLD 400
 
// 排列数计算中，结果长度小于此阈值的将使用累乘
#define PERMUTATION_USHORT_MUL_THRESHOLD 1120
 
// 排列数计算中，结果长度小于此阈值的将使用累乘
#define PERMUTATION_UINT_MUL_THRESHOLD 3200
 
// 排列数计算中，n与r相差的倍数阈值，相差倍数大于此值，使用累乘
#define PERMUTATION_USHORT_TIMES_THRESHOLD 8
 
// 排列数计算中，n与r相差的倍数阈值，相差倍数大于此值，使用累乘
#define PERMUTATION_UINT_TIMES_THRESHOLD 13
 
// 排列数计算中，结果长度小于此阈值的将使用朴素算法
#define BINOMIAL_RN_BASECASE_THRESHOLD 30
// 元素累乘中，低于此长度的累乘将使用朴素算法
#define ELEM_MUL_BASECASE_THRESHOLD 20
 
// binvert计算中，使用梅森乘法计算高位的阈值
#define BINVERT_MULHI_MERSENNE_THRESHOLD 477
 
// cache 一次处理的位图数量
#define PRIME_CACHE_BLOCK_NUM 32
// 一个位图中质数最多的数量（实际为31）
#define PRIME_CACHE_BLOCK_SIZE 32
 
#define MP_UCHAR_MAX (0xff)
#define MP_USHORT_MAX (0xffff)
#define MP_UINT_MAX (0xffffffff)
#define MP_ULONG_MAX (0xffffffffffffffffull)
 
#define MP_CHAR_BITS (8)
#define MP_SHORT_BITS (16)
#define MP_INT_BITS (32)
#define MP_LONG_BITS (64)
 
#define MP_CHAR_BYTES (1)
#define MP_SHORT_BYTES (2)
#define MP_INT_BYTES (4)
#define MP_LONG_BYTES (8)
 
#define ODD_FACTORIAL_SIZE 25
 
#define NPR_SHORT_LIMIT (0xffff)
#define NPR_INT_LIMIT (0xffffffff)
 
#define NCR_SHORT_LIMIT (0xffff)
 
// B / 2
#define LIMB_B_2 (0x8000000000000000ull)
// B / 4
#define LIMB_B_4 (0x4000000000000000ull)
 
// log(2) 的数值
#define LOG2_ 0.693147180559945
 
// 2^53，为避免浮点数精度问题，大于此值某些浮点数缓冲区计算可能产生错误
#define DBL_2POW_MANT_DIG_ 0x20000000000000ull
 
#endif // __LAMMP_MPARAM_H__