Add JetStream to PerformanceTests
[WebKit-https.git] / PerformanceTests / JetStream / Octane2 / 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 NavierStokes = new BenchmarkSuite('NavierStokes', [1484000],
30                                       [new Benchmark('NavierStokes',
31                                                      true,
32                                                      false,
33                                                      runNavierStokes,
34                                                      setupNavierStokes,
35                                                      tearDownNavierStokes,
36                                                      null,
37                                                      16)]);
38
39 var solver = null;
40 var nsFrameCounter = 0;
41
42 function runNavierStokes()
43 {
44     solver.update();
45     nsFrameCounter++;
46
47     if(nsFrameCounter==15)
48         checkResult(solver.getDens());
49 }
50
51 function checkResult(dens) {
52
53     this.result = 0;
54     for (var i=7000;i<7100;i++) {
55         this.result+=~~((dens[i]*10));
56     }
57
58     if (this.result!=77) {
59         throw(new Error("checksum failed"));
60     }
61 }
62
63 function setupNavierStokes()
64 {
65     solver = new FluidField(null);
66     solver.setResolution(128, 128);
67     solver.setIterations(20);
68     solver.setDisplayFunction(function(){});
69     solver.setUICallback(prepareFrame);
70     solver.reset();
71 }
72
73 function tearDownNavierStokes()
74 {
75     solver = null;
76 }
77
78 function addPoints(field) {
79     var n = 64;
80     for (var i = 1; i <= n; i++) {
81         field.setVelocity(i, i, n, n);
82         field.setDensity(i, i, 5);
83         field.setVelocity(i, n - i, -n, -n);
84         field.setDensity(i, n - i, 20);
85         field.setVelocity(128 - i, n + i, -n, -n);
86         field.setDensity(128 - i, n + i, 30);
87     }
88 }
89
90 var framesTillAddingPoints = 0;
91 var framesBetweenAddingPoints = 5;
92
93 function prepareFrame(field)
94 {
95     if (framesTillAddingPoints == 0) {
96         addPoints(field);
97         framesTillAddingPoints = framesBetweenAddingPoints;
98         framesBetweenAddingPoints++;
99     } else {
100         framesTillAddingPoints--;
101     }
102 }
103
104 // Code from Oliver Hunt (http://nerget.com/fluidSim/pressure.js) starts here.
105 function FluidField(canvas) {
106     function addFields(x, s, dt)
107     {
108         for (var i=0; i<size ; i++ ) x[i] += dt*s[i];
109     }
110
111     function set_bnd(b, x)
112     {
113         if (b===1) {
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 if (b === 2) {
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         } else {
134             for (var i = 1; i <= width; i++) {
135                 x[i] =  x[i + rowSize];
136                 x[i + (height + 1) * rowSize] = x[i + height * rowSize];
137             }
138
139             for (var j = 1; j <= height; j++) {
140                 x[j * rowSize] =  x[1 + j * rowSize];
141                 x[(width + 1) + j * rowSize] =  x[width + j * rowSize];
142             }
143         }
144         var maxEdge = (height + 1) * rowSize;
145         x[0]                 = 0.5 * (x[1] + x[rowSize]);
146         x[maxEdge]           = 0.5 * (x[1 + maxEdge] + x[height * rowSize]);
147         x[(width+1)]         = 0.5 * (x[width] + x[(width + 1) + rowSize]);
148         x[(width+1)+maxEdge] = 0.5 * (x[width + maxEdge] + x[(width + 1) + height * rowSize]);
149     }
150
151     function lin_solve(b, x, x0, a, c)
152     {
153         if (a === 0 && c === 1) {
154             for (var j=1 ; j<=height; j++) {
155                 var currentRow = j * rowSize;
156                 ++currentRow;
157                 for (var i = 0; i < width; i++) {
158                     x[currentRow] = x0[currentRow];
159                     ++currentRow;
160                 }
161             }
162             set_bnd(b, x);
163         } else {
164             var invC = 1 / c;
165             for (var k=0 ; k<iterations; k++) {
166                 for (var j=1 ; j<=height; j++) {
167                     var lastRow = (j - 1) * rowSize;
168                     var currentRow = j * rowSize;
169                     var nextRow = (j + 1) * rowSize;
170                     var lastX = x[currentRow];
171                     ++currentRow;
172                     for (var i=1; i<=width; i++)
173                         lastX = x[currentRow] = (x0[currentRow] + a*(lastX+x[++currentRow]+x[++lastRow]+x[++nextRow])) * invC;
174                 }
175                 set_bnd(b, x);
176             }
177         }
178     }
179
180     function diffuse(b, x, x0, dt)
181     {
182         var a = 0;
183         lin_solve(b, x, x0, a, 1 + 4*a);
184     }
185
186     function lin_solve2(x, x0, y, y0, a, c)
187     {
188         if (a === 0 && c === 1) {
189             for (var j=1 ; j <= height; j++) {
190                 var currentRow = j * rowSize;
191                 ++currentRow;
192                 for (var i = 0; i < width; i++) {
193                     x[currentRow] = x0[currentRow];
194                     y[currentRow] = y0[currentRow];
195                     ++currentRow;
196                 }
197             }
198             set_bnd(1, x);
199             set_bnd(2, y);
200         } else {
201             var invC = 1/c;
202             for (var k=0 ; k<iterations; k++) {
203                 for (var j=1 ; j <= height; j++) {
204                     var lastRow = (j - 1) * rowSize;
205                     var currentRow = j * rowSize;
206                     var nextRow = (j + 1) * rowSize;
207                     var lastX = x[currentRow];
208                     var lastY = y[currentRow];
209                     ++currentRow;
210                     for (var i = 1; i <= width; i++) {
211                         lastX = x[currentRow] = (x0[currentRow] + a * (lastX + x[currentRow] + x[lastRow] + x[nextRow])) * invC;
212                         lastY = y[currentRow] = (y0[currentRow] + a * (lastY + y[++currentRow] + y[++lastRow] + y[++nextRow])) * invC;
213                     }
214                 }
215                 set_bnd(1, x);
216                 set_bnd(2, y);
217             }
218         }
219     }
220
221     function diffuse2(x, x0, y, y0, dt)
222     {
223         var a = 0;
224         lin_solve2(x, x0, y, y0, a, 1 + 4 * a);
225     }
226
227     function advect(b, d, d0, u, v, dt)
228     {
229         var Wdt0 = dt * width;
230         var Hdt0 = dt * height;
231         var Wp5 = width + 0.5;
232         var Hp5 = height + 0.5;
233         for (var j = 1; j<= height; j++) {
234             var pos = j * rowSize;
235             for (var i = 1; i <= width; i++) {
236                 var x = i - Wdt0 * u[++pos];
237                 var y = j - Hdt0 * v[pos];
238                 if (x < 0.5)
239                     x = 0.5;
240                 else if (x > Wp5)
241                     x = Wp5;
242                 var i0 = x | 0;
243                 var i1 = i0 + 1;
244                 if (y < 0.5)
245                     y = 0.5;
246                 else if (y > Hp5)
247                     y = Hp5;
248                 var j0 = y | 0;
249                 var j1 = j0 + 1;
250                 var s1 = x - i0;
251                 var s0 = 1 - s1;
252                 var t1 = y - j0;
253                 var t0 = 1 - t1;
254                 var row1 = j0 * rowSize;
255                 var row2 = j1 * rowSize;
256                 d[pos] = s0 * (t0 * d0[i0 + row1] + t1 * d0[i0 + row2]) + s1 * (t0 * d0[i1 + row1] + t1 * d0[i1 + row2]);
257             }
258         }
259         set_bnd(b, d);
260     }
261
262     function project(u, v, p, div)
263     {
264         var h = -0.5 / Math.sqrt(width * height);
265         for (var j = 1 ; j <= height; j++ ) {
266             var row = j * rowSize;
267             var previousRow = (j - 1) * rowSize;
268             var prevValue = row - 1;
269             var currentRow = row;
270             var nextValue = row + 1;
271             var nextRow = (j + 1) * rowSize;
272             for (var i = 1; i <= width; i++ ) {
273                 div[++currentRow] = h * (u[++nextValue] - u[++prevValue] + v[++nextRow] - v[++previousRow]);
274                 p[currentRow] = 0;
275             }
276         }
277         set_bnd(0, div);
278         set_bnd(0, p);
279
280         lin_solve(0, p, div, 1, 4 );
281         var wScale = 0.5 * width;
282         var hScale = 0.5 * height;
283         for (var j = 1; j<= height; j++ ) {
284             var prevPos = j * rowSize - 1;
285             var currentPos = j * rowSize;
286             var nextPos = j * rowSize + 1;
287             var prevRow = (j - 1) * rowSize;
288             var currentRow = j * rowSize;
289             var nextRow = (j + 1) * rowSize;
290
291             for (var i = 1; i<= width; i++) {
292                 u[++currentPos] -= wScale * (p[++nextPos] - p[++prevPos]);
293                 v[currentPos]   -= hScale * (p[++nextRow] - p[++prevRow]);
294             }
295         }
296         set_bnd(1, u);
297         set_bnd(2, v);
298     }
299
300     function dens_step(x, x0, u, v, dt)
301     {
302         addFields(x, x0, dt);
303         diffuse(0, x0, x, dt );
304         advect(0, x, x0, u, v, dt );
305     }
306
307     function vel_step(u, v, u0, v0, dt)
308     {
309         addFields(u, u0, dt );
310         addFields(v, v0, dt );
311         var temp = u0; u0 = u; u = temp;
312         var temp = v0; v0 = v; v = temp;
313         diffuse2(u,u0,v,v0, dt);
314         project(u, v, u0, v0);
315         var temp = u0; u0 = u; u = temp;
316         var temp = v0; v0 = v; v = temp;
317         advect(1, u, u0, u0, v0, dt);
318         advect(2, v, v0, u0, v0, dt);
319         project(u, v, u0, v0 );
320     }
321     var uiCallback = function(d,u,v) {};
322
323     function Field(dens, u, v) {
324         // Just exposing the fields here rather than using accessors is a measurable win during display (maybe 5%)
325         // but makes the code ugly.
326         this.setDensity = function(x, y, d) {
327              dens[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = d;
328         }
329         this.getDensity = function(x, y) {
330              return dens[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
331         }
332         this.setVelocity = function(x, y, xv, yv) {
333              u[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = xv;
334              v[(x + 1) + (y + 1) * rowSize] = yv;
335         }
336         this.getXVelocity = function(x, y) {
337              return u[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
338         }
339         this.getYVelocity = function(x, y) {
340              return v[(x + 1) + (y + 1) * rowSize];
341         }
342         this.width = function() { return width; }
343         this.height = function() { return height; }
344     }
345     function queryUI(d, u, v)
346     {
347         for (var i = 0; i < size; i++)
348             u[i] = v[i] = d[i] = 0.0;
349         uiCallback(new Field(d, u, v));
350     }
351
352     this.update = function () {
353         queryUI(dens_prev, u_prev, v_prev);
354         vel_step(u, v, u_prev, v_prev, dt);
355         dens_step(dens, dens_prev, u, v, dt);
356         displayFunc(new Field(dens, u, v));
357     }
358     this.setDisplayFunction = function(func) {
359         displayFunc = func;
360     }
361
362     this.iterations = function() { return iterations; }
363     this.setIterations = function(iters) {
364         if (iters > 0 && iters <= 100)
365            iterations = iters;
366     }
367     this.setUICallback = function(callback) {
368         uiCallback = callback;
369     }
370     var iterations = 10;
371     var visc = 0.5;
372     var dt = 0.1;
373     var dens;
374     var dens_prev;
375     var u;
376     var u_prev;
377     var v;
378     var v_prev;
379     var width;
380     var height;
381     var rowSize;
382     var size;
383     var displayFunc;
384     function reset()
385     {
386         rowSize = width + 2;
387         size = (width+2)*(height+2);
388         dens = new Array(size);
389         dens_prev = new Array(size);
390         u = new Array(size);
391         u_prev = new Array(size);
392         v = new Array(size);
393         v_prev = new Array(size);
394         for (var i = 0; i < size; i++)
395             dens_prev[i] = u_prev[i] = v_prev[i] = dens[i] = u[i] = v[i] = 0;
396     }
397     this.reset = reset;
398     this.getDens = function()
399     {
400         return dens;
401     }
402     this.setResolution = function (hRes, wRes)
403     {
404         var res = wRes * hRes;
405         if (res > 0 && res < 1000000 && (wRes != width || hRes != height)) {
406             width = wRes;
407             height = hRes;
408             reset();
409             return true;
410         }
411         return false;
412     }
413     this.setResolution(64, 64);
414 }