Make JetStream 2
[WebKit-https.git] / PerformanceTests / JetStream2 / Octane / navier-stokes.js
1 /**
2  * Copyright 2013 the V8 project authors. All rights reserved.
3  * Copyright 2009 Oliver Hunt <http://nerget.com>
4  *
5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person
6  * obtaining a copy of this software and associated documentation
7  * files (the "Software"), to deal in the Software without
8  * restriction, including without limitation the rights to use,
9  * copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the
11  * Software is furnished to do so, subject to the following
12  * conditions:
13  *
14  * The above copyright notice and this permission notice shall be
15  * included in all copies or substantial portions of the Software.
16  *
17  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
18  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
19  * OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
20  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT
21  * HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
22  * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
23  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
24  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
25  *
26  * Update 10/21/2013: fixed loop variables at line 119
27  */
28
29 var solver = null;
30 var nsFrameCounter = 0;
31
32 function runNavierStokes()
33 {
34     solver.update();
35     nsFrameCounter++;
36
37     if(nsFrameCounter==15)
38         checkResult(solver.getDens());
39 }
40
41 function checkResult(dens) {
42
43     this.result = 0;
44     for (var i=7000;i<7100;i++) {
45         this.result+=~~((dens[i]*10));
46     }
47
48     if (this.result!=77) {
49         throw(new Error("checksum failed"));
50     }
51 }
52
53 function setupNavierStokes()
54 {
55     solver = new FluidField(null);
56     solver.setResolution(128, 128);
57     solver.setIterations(20);
58     solver.setDisplayFunction(function(){});
59     solver.setUICallback(prepareFrame);
60     solver.reset();
61 }
62
63 function tearDownNavierStokes()
64 {
65     solver = null;
66 }
67
68 function addPoints(field) {
69     var n = 64;
70     for (var i = 1; i <= n; i++) {
71         field.setVelocity(i, i, n, n);
72         field.setDensity(i, i, 5);
73         field.setVelocity(i, n - i, -n, -n);
74         field.setDensity(i, n - i, 20);
75         field.setVelocity(128 - i, n + i, -n, -n);
76         field.setDensity(128 - i, n + i, 30);
77     }
78 }
79
80 var framesTillAddingPoints = 0;
81 var framesBetweenAddingPoints = 5;
82
83 function prepareFrame(field)
84 {
85     if (framesTillAddingPoints == 0) {
86         addPoints(field);
87         framesTillAddingPoints = framesBetweenAddingPoints;
88         framesBetweenAddingPoints++;
89     } else {
90         framesTillAddingPoints--;
91     }
92 }
93
94 // Code from Oliver Hunt (http://nerget.com/fluidSim/pressure.js) starts here.
95 function FluidField(canvas) {
96     function addFields(x, s, dt)
97     {
98         for (var i=0; i<size ; i++ ) x[i] += dt*s[i];
99     }
100
101     function set_bnd(b, x)
102     {
103         if (b===1) {
104             for (var i = 1; i <= width; i++) {
105                 x[i] =  x[i + rowSize];
106                 x[i + (height+1) *rowSize] = x[i + height * rowSize];
107             }
108
109             for (var j = 1; j <= height; j++) {
110                 x[j * rowSize] = -x[1 + j * rowSize];
111                 x[(width + 1) + j * rowSize] = -x[width + j * rowSize];
112             }
113         } else if (b === 2) {
114             for (var i = 1; i <= width; i++) {
115                 x[i] = -x[i + rowSize];
116                 x[i + (height + 1) * rowSize] = -x[i + height * rowSize];
117             }
118
119             for (var j = 1; j <= height; j++) {
120                 x[j * rowSize] =  x[1 + j * rowSize];
121                 x[(width + 1) + j * rowSize] =  x[width + j * rowSize];
122             }
123         } else {
124             for (var i = 1; i <= width; i++) {
125                 x[i] =  x[i + rowSize];
126                 x[i + (height + 1) * rowSize] = x[i + height * rowSize];
127             }
128
129             for (var j = 1; j <= height; j++) {
130                 x[j * rowSize] =  x[1 + j * rowSize];
131                 x[(width + 1) + j * rowSize] =  x[width + j * rowSize];
132             }
133         }
134         var maxEdge = (height + 1) * rowSize;
135         x[0]                 = 0.5 * (x[1] + x[rowSize]);
136         x[maxEdge]           = 0.5 * (x[1 + maxEdge] + x[height * rowSize]);
137         x[(width+1)]         = 0.5 * (x[width] + x[(width + 1) + rowSize]);
138         x[(width+1)+maxEdge] = 0.5 * (x[width + maxEdge] + x[(width + 1) + height * rowSize]);
139     }
140
141     function lin_solve(b, x, x0, a, c)
142     {
143         if (a === 0 && c === 1) {
144             for (var j=1 ; j<=height; j++) {
145                 var currentRow = j * rowSize;
146                 ++currentRow;
147                 for (var i = 0; i < width; i++) {
148                     x[currentRow] = x0[currentRow];
149                     ++currentRow;
150                 }
151             }
152             set_bnd(b, x);
153         } else {
154             var invC = 1 / c;
155             for (var k=0 ; k<iterations; k++) {
156                 for (var j=1 ; j<=height; j++) {
157                     var lastRow = (j - 1) * rowSize;
158                     var currentRow = j * rowSize;
159                     var nextRow = (j + 1) * rowSize;
160                     var lastX = x[currentRow];
161                     ++currentRow;
162                     for (var i=1; i<=width; i++)
163                         lastX = x[currentRow] = (x0[currentRow] + a*(lastX+x[++currentRow]+x[++lastRow]+x[++nextRow])) * invC;
164                 }
165                 set_bnd(b, x);
166             }
167         }
168     }
169
170     function diffuse(b, x, x0, dt)
171     {
172         var a = 0;
173         lin_solve(b, x, x0, a, 1 + 4*a);
174     }
175
176     function lin_solve2(x, x0, y, y0, a, c)
177     {
178         if (a === 0 && c === 1) {
179             for (var j=1 ; j <= height; j++) {
180                 var currentRow = j * rowSize;
181                 ++currentRow;
182                 for (var i = 0; i < width; i++) {
183                     x[currentRow] = x0[currentRow];
184                     y[currentRow] = y0[currentRow];
185                     ++currentRow;
186                 }
187             }
188             set_bnd(1, x);
189             set_bnd(2, y);
190         } else {
191             var invC = 1/c;
192             for (var k=0 ; k<iterations; k++) {
193                 for (var j=1 ; j <= height; j++) {
194                     var lastRow = (j - 1) * rowSize;
195                     var currentRow = j * rowSize;
196                     var nextRow = (j + 1) * rowSize;
197                     var lastX = x[currentRow];
198                     var lastY = y[currentRow];
199                     ++currentRow;
200                     for (var i = 1; i <= width; i++) {
201                         lastX = x[currentRow] = (x0[currentRow] + a * (lastX + x[currentRow] + x[lastRow] + x[nextRow])) * invC;
202                         lastY = y[currentRow] = (y0[currentRow] + a * (lastY + y[++currentRow] + y[++lastRow] + y[++nextRow])) * invC;
203                     }
204                 }
205                 set_bnd(1, x);
206                 set_bnd(2, y);
207             }
208         }
209     }
210
211     function diffuse2(x, x0, y, y0, dt)
212     {
213         var a = 0;
214         lin_solve2(x, x0, y, y0, a, 1 + 4 * a);
215     }
216
217     function advect(b, d, d0, u, v, dt)
218     {
219         var Wdt0 = dt * width;
220         var Hdt0 = dt * height;
221         var Wp5 = width + 0.5;
222         var Hp5 = height + 0.5;
223         for (var j = 1; j<= height; j++) {
224             var pos = j * rowSize;
225             for (var i = 1; i <= width; i++) {
226                 var x = i - Wdt0 * u[++pos];
227                 var y = j - Hdt0 * v[pos];
228                 if (x < 0.5)
229                     x = 0.5;
230                 else if (x > Wp5)
231                     x = Wp5;
232                 var i0 = x | 0;
233                 var i1 = i0 + 1;
234                 if (y < 0.5)
235                     y = 0.5;
236                 else if (y > Hp5)
237                     y = Hp5;
238                 var j0 = y | 0;
239                 var j1 = j0 + 1;
240                 var s1 = x - i0;
241                 var s0 = 1 - s1;
242                 var t1 = y - j0;
243                 var t0 = 1 - t1;
244                 var row1 = j0 * rowSize;
245                 var row2 = j1 * rowSize;
246                 d[pos] = s0 * (t0 * d0[i0 + row1] + t1 * d0[i0 + row2]) + s1 * (t0 * d0[i1 + row1] + t1 * d0[i1 + row2]);
247             }
248         }
249         set_bnd(b, d);
250     }
251
252     function project(u, v, p, div)
253     {
254         var h = -0.5 / Math.sqrt(width * height);
255         for (var j = 1 ; j <= height; j++ ) {
256             var row = j * rowSize;
257             var previousRow = (j - 1) * rowSize;
258             var prevValue = row - 1;
259             var currentRow = row;
260             var nextValue = row + 1;
261             var nextRow = (j + 1) * rowSize;
262             for (var i = 1; i <= width; i++ ) {
263                 div[++currentRow] = h * (u[++nextValue] - u[++prevValue] + v[++nextRow] - v[++previousRow]);
264                 p[currentRow] = 0;
265             }
266         }
267         set_bnd(0, div);
268         set_bnd(0, p);
269
270         lin_solve(0, p, div, 1, 4 );
271         var wScale = 0.5 * width;
272         var hScale = 0.5 * height;
273         for (var j = 1; j<= height; j++ ) {
274             var prevPos = j * rowSize - 1;
275             var currentPos = j * rowSize;
276             var nextPos = j * rowSize + 1;
277             var prevRow = (j - 1) * rowSize;
278             var currentRow = j * rowSize;
279             var nextRow = (j + 1) * rowSize;
280
281             for (var i = 1; i<= width; i++) {
282                 u[++currentPos] -= wScale * (p[++nextPos] - p[++prevPos]);
283                 v[currentPos]   -= hScale * (p[++nextRow] - p[++prevRow]);
284             }
285         }
286         set_bnd(1, u);
287         set_bnd(2, v);
288     }
289
290     function dens_step(x, x0, u, v, dt)
291     {
292         addFields(x, x0, dt);
293         diffuse(0, x0, x, dt );
294         advect(0, x, x0, u, v, dt );
295     }
296
297     function vel_step(u, v, u0, v0, dt)
298     {
299         addFields(u, u0, dt );
300         addFields(v, v0, dt );
301         var temp = u0; u0 = u; u = temp;
302         var temp = v0; v0 = v; v = temp;
303         diffuse2(u,u0,v,v0, dt);
304         project(u, v, u0, v0);
305         var temp = u0; u0 = u; u = temp;
306         var temp = v0; v0 = v; v = temp;
307         advect(1, u, u0, u0, v0, dt);
308         advect(2, v, v0, u0, v0, dt);
309         project(u, v, u0, v0 );
310     }
311     var uiCallback = function(d,u,v) {};
312
313     function Field(dens, u, v) {
314         // Just exposing the fields here rather than using accessors is a measurable win during display (maybe 5%)
315         // but makes the code ugly.
316         this.setDensity = function(x, y, d) {
317              dens[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = d;
318         }
319         this.getDensity = function(x, y) {
320              return dens[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
321         }
322         this.setVelocity = function(x, y, xv, yv) {
323              u[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = xv;
324              v[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = yv;
325         }
326         this.getXVelocity = function(x, y) {
327              return u[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
328         }
329         this.getYVelocity = function(x, y) {
330              return v[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
331         }
332         this.width = function() { return width; }
333         this.height = function() { return height; }
334     }
335     function queryUI(d, u, v)
336     {
337         for (var i = 0; i < size; i++)
338             u[i] = v[i] = d[i] = 0.0;
339         uiCallback(new Field(d, u, v));
340     }
341
342     this.update = function () {
343         queryUI(dens_prev, u_prev, v_prev);
344         vel_step(u, v, u_prev, v_prev, dt);
345         dens_step(dens, dens_prev, u, v, dt);
346         displayFunc(new Field(dens, u, v));
347     }
348     this.setDisplayFunction = function(func) {
349         displayFunc = func;
350     }
351
352     this.iterations = function() { return iterations; }
353     this.setIterations = function(iters) {
354         if (iters > 0 && iters <= 100)
355            iterations = iters;
356     }
357     this.setUICallback = function(callback) {
358         uiCallback = callback;
359     }
360     var iterations = 10;
361     var visc = 0.5;
362     var dt = 0.1;
363     var dens;
364     var dens_prev;
365     var u;
366     var u_prev;
367     var v;
368     var v_prev;
369     var width;
370     var height;
371     var rowSize;
372     var size;
373     var displayFunc;
374     function reset()
375     {
376         rowSize = width + 2;
377         size = (width+2)*(height+2);
378         dens = new Array(size);
379         dens_prev = new Array(size);
380         u = new Array(size);
381         u_prev = new Array(size);
382         v = new Array(size);
383         v_prev = new Array(size);
384         for (var i = 0; i < size; i++)
385             dens_prev[i] = u_prev[i] = v_prev[i] = dens[i] = u[i] = v[i] = 0;
386     }
387     this.reset = reset;
388     this.getDens = function()
389     {
390         return dens;
391     }
392     this.setResolution = function (hRes, wRes)
393     {
394         var res = wRes * hRes;
395         if (res > 0 && res < 1000000 && (wRes != width || hRes != height)) {
396             width = wRes;
397             height = hRes;
398             reset();
399             return true;
400         }
401         return false;
402     }
403     this.setResolution(64, 64);
404 }
405
406 class Benchmark {
407     runIteration() {
408         runNavierStokes();
409     }
410 }
411
412 setupNavierStokes();