/[escript]/branches/doubleplusgood/paso/src/PCG.cpp
ViewVC logotype

Diff of /branches/doubleplusgood/paso/src/PCG.cpp

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

trunk/paso/src/Solvers/PCG.c revision 495 by gross, Mon Feb 6 06:32:06 2006 UTC trunk/paso/src/PCG.c revision 1556 by gross, Mon May 12 00:54:58 2008 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /* $Id$ */  /* $Id$ */
3    
4    /*******************************************************
5     *
6     *           Copyright 2003-2007 by ACceSS MNRF
7     *       Copyright 2007 by University of Queensland
8     *
9     *                http://esscc.uq.edu.au
10     *        Primary Business: Queensland, Australia
11     *  Licensed under the Open Software License version 3.0
12     *     http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php
13     *
14     *******************************************************/
15    
16  /* PCG iterations */  /* PCG iterations */
17    
18  #include "SystemMatrix.h"  #include "SystemMatrix.h"
19  #include "Paso.h"  #include "Paso.h"
20  #include "Solver.h"  #include "Solver.h"
21  /* #include <math.h> */  
22  #ifdef _OPENMP  #ifdef _OPENMP
23  #include <omp.h>  #include <omp.h>
24  #endif  #endif
25    
26    #ifdef PASO_MPI
27    #include <mpi.h>
28    #endif
29    
30  /*  /*
31  *  *
32  *  Purpose  *  Purpose
# Line 52  err_t Paso_Solver_PCG( Line 68  err_t Paso_Solver_PCG(
68      double * r,      double * r,
69      double * x,      double * x,
70      dim_t *iter,      dim_t *iter,
71      double * tolerance) {      double * tolerance,
72        Paso_Performance* pp) {
73    
74    
75    /* Local variables */    /* Local variables */
# Line 60  err_t Paso_Solver_PCG( Line 77  err_t Paso_Solver_PCG(
77    dim_t i0;    dim_t i0;
78    bool_t breakFlag=FALSE, maxIterFlag=FALSE, convergeFlag=FALSE;    bool_t breakFlag=FALSE, maxIterFlag=FALSE, convergeFlag=FALSE;
79    err_t status = SOLVER_NO_ERROR;    err_t status = SOLVER_NO_ERROR;
80    dim_t n = A->num_cols * A-> col_block_size;    dim_t n = Paso_SystemMatrix_getTotalNumRows(A);
81    double *resid = tolerance, *rs=NULL, *p=NULL, *v=NULL, *x2=NULL ;    double *resid = tolerance, *rs=NULL, *p=NULL, *v=NULL, *x2=NULL ;
82    double tau_old,tau,beta,delta,gamma_1,gamma_2,alpha,sum_1,sum_2,sum_3,sum_4,sum_5,tol;    double tau_old,tau,beta,delta,gamma_1,gamma_2,alpha,sum_1,sum_2,sum_3,sum_4,sum_5,tol;
83    double norm_of_residual,norm_of_residual_global;    double norm_of_residual,norm_of_residual_global, loc_sum[2], sum[2];
84    register double r_tmp,d,rs_tmp,x2_tmp,x_tmp;    register double r_tmp,d,rs_tmp,x2_tmp,x_tmp;
85    
86  /*                                                                 */  /*                                                                 */
# Line 87  err_t Paso_Solver_PCG( Line 104  err_t Paso_Solver_PCG(
104    } else {    } else {
105      maxit = *iter;      maxit = *iter;
106      tol = *resid;      tol = *resid;
107      #pragma omp parallel firstprivate(maxit,tol,convergeFlag,maxIterFlag,breakFlag) \      Performance_startMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
108                                             private(tau_old,tau,beta,delta,gamma_1,gamma_2,alpha,norm_of_residual,num_iter)      /* initialize data */
109        #pragma omp parallel
110      {      {
111         /* initialize data */             #pragma omp for private(i0) schedule(static)
112         #pragma omp for private(i0) schedule(static)             for (i0=0;i0<n;i0++) {
113         for (i0=0;i0<n;i0++) {                rs[i0]=r[i0];
114            rs[i0]=r[i0];                x2[i0]=x[i0];
115            x2[i0]=x[i0];                p[i0]=0;
116         }                v[i0]=0;
117         #pragma omp for private(i0) schedule(static)             }
118         for (i0=0;i0<n;i0++) {      }
119            p[i0]=0;      num_iter=0;
120            v[i0]=0;      /* start of iteration */
121         }      while (!(convergeFlag || maxIterFlag || breakFlag)) {
        num_iter=0;  
        /* start of iteration */  
        while (!(convergeFlag || maxIterFlag || breakFlag)) {  
122             ++(num_iter);             ++(num_iter);
123             #pragma omp barrier         sum_1 = 0;
124             #pragma omp master         sum_2 = 0;
125             {         sum_3 = 0;
126             sum_1 = 0;         sum_4 = 0;
127             sum_2 = 0;         sum_5 = 0;
            sum_3 = 0;  
            sum_4 = 0;  
            sum_5 = 0;  
            }  
128             /* v=prec(r)  */             /* v=prec(r)  */
129               Performance_stopMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
130               Performance_startMonitor(pp,PERFORMANCE_PRECONDITIONER);
131             Paso_Solver_solvePreconditioner(A,v,r);             Paso_Solver_solvePreconditioner(A,v,r);
132               Performance_stopMonitor(pp,PERFORMANCE_PRECONDITIONER);
133               Performance_startMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
134             /* tau=v*r    */             /* tau=v*r    */
135             #pragma omp for private(i0) reduction(+:sum_1) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i0) reduction(+:sum_1) schedule(static)
136             for (i0=0;i0<n;i0++) sum_1+=v[i0]*r[i0];             for (i0=0;i0<n;i0++) sum_1+=v[i0]*r[i0]; /* Limit to local values of v[] and r[] */
137               #ifdef PASO_MPI
138                /* In case we have many MPI processes, each of which may have several OMP threads:
139                   OMP master participates in an MPI reduction to get global sum_1 */
140                loc_sum[0] = sum_1;
141                MPI_Allreduce(loc_sum, &sum_1, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, A->mpi_info->comm);
142               #endif
143             tau_old=tau;             tau_old=tau;
144             tau=sum_1;             tau=sum_1;
145             /* p=v+beta*p */             /* p=v+beta*p */
146             if (num_iter==1) {             if (num_iter==1) {
147                 #pragma omp for private(i0)  schedule(static)                 #pragma omp parallel for private(i0)  schedule(static)
148                 for (i0=0;i0<n;i0++) p[i0]=v[i0];                 for (i0=0;i0<n;i0++) p[i0]=v[i0];
149             } else {             } else {
150                 beta=tau/tau_old;                 beta=tau/tau_old;
151                 #pragma omp for private(i0)  schedule(static)                 #pragma omp parallel for private(i0)  schedule(static)
152                 for (i0=0;i0<n;i0++) p[i0]=v[i0]+beta*p[i0];                 for (i0=0;i0<n;i0++) p[i0]=v[i0]+beta*p[i0];
153             }             }
154             /* v=A*p */             /* v=A*p */
155               Performance_stopMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
156               Performance_startMonitor(pp,PERFORMANCE_MVM);
157         Paso_SystemMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(ONE, A, p,ZERO,v);         Paso_SystemMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(ONE, A, p,ZERO,v);
158               Performance_stopMonitor(pp,PERFORMANCE_MVM);
159               Performance_startMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
160             /* delta=p*v */             /* delta=p*v */
161             #pragma omp for private(i0) reduction(+:sum_2) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i0) reduction(+:sum_2) schedule(static)
162             for (i0=0;i0<n;i0++) sum_2+=v[i0]*p[i0];             for (i0=0;i0<n;i0++) sum_2+=v[i0]*p[i0];
163               #ifdef PASO_MPI
164              loc_sum[0] = sum_2;
165              MPI_Allreduce(loc_sum, &sum_2, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, A->mpi_info->comm);
166               #endif
167             delta=sum_2;             delta=sum_2;
168    
169        
170             if (! (breakFlag = (ABS(delta) <= TOLERANCE_FOR_SCALARS))) {             if (! (breakFlag = (ABS(delta) <= TOLERANCE_FOR_SCALARS))) {
171                 alpha=tau/delta;                 alpha=tau/delta;
172                 /* smoother */                 /* smoother */
173                 #pragma omp for private(i0) schedule(static)                 #pragma omp parallel
174                 for (i0=0;i0<n;i0++) r[i0]-=alpha*v[i0];                 {
175                 #pragma omp for private(i0,d) reduction(+:sum_3,sum_4) schedule(static)                    #pragma omp for private(i0) schedule(static)
176                 for (i0=0;i0<n;i0++) {                    for (i0=0;i0<n;i0++) r[i0]-=alpha*v[i0];
177                       d=r[i0]-rs[i0];                    #pragma omp for private(i0,d) reduction(+:sum_3,sum_4) schedule(static)
178                       sum_3+=d*d;                    for (i0=0;i0<n;i0++) {
179                       sum_4+=d*rs[i0];                          d=r[i0]-rs[i0];
180                  }                          sum_3+=d*d;
181                            sum_4+=d*rs[i0];
182                      }
183                   }
184                   #ifdef PASO_MPI
185                   loc_sum[0] = sum_3;
186                   loc_sum[1] = sum_4;
187                   MPI_Allreduce(loc_sum, sum, 2, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, A->mpi_info->comm);
188                   sum_3=sum[0];
189                   sum_4=sum[1];
190                    #endif
191                  gamma_1= ( (ABS(sum_3)<= ZERO) ? 0 : -sum_4/sum_3) ;                  gamma_1= ( (ABS(sum_3)<= ZERO) ? 0 : -sum_4/sum_3) ;
192                  gamma_2= ONE-gamma_1;                  gamma_2= ONE-gamma_1;
193                  #pragma omp for private(i0,x2_tmp,x_tmp,rs_tmp) schedule(static)                  #pragma omp parallel
194                  for (i0=0;i0<n;++i0) {                  {
195                    rs[i0]=gamma_2*rs[i0]+gamma_1*r[i0];                      #pragma omp for private(i0,x2_tmp,x_tmp,rs_tmp) schedule(static)
196                    x2[i0]+=alpha*p[i0];                      for (i0=0;i0<n;++i0) {
197                    x[i0]=gamma_2*x[i0]+gamma_1*x2[i0];                        rs[i0]=gamma_2*rs[i0]+gamma_1*r[i0];
198                          x2[i0]+=alpha*p[i0];
199                          x[i0]=gamma_2*x[i0]+gamma_1*x2[i0];
200                        }
201                        #pragma omp for private(i0) reduction(+:sum_5) schedule(static)
202                        for (i0=0;i0<n;++i0) sum_5+=rs[i0]*rs[i0];
203                  }                  }
204                  #pragma omp for private(i0) reduction(+:sum_5) schedule(static)                  #ifdef PASO_MPI
205                  for (i0=0;i0<n;++i0) sum_5+=rs[i0]*rs[i0];                 loc_sum[0] = sum_5;
206                   MPI_Allreduce(loc_sum, &sum_5, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, A->mpi_info->comm);
207                    #endif
208                  norm_of_residual=sqrt(sum_5);                  norm_of_residual=sqrt(sum_5);
209                  convergeFlag = norm_of_residual <= tol;                  convergeFlag = norm_of_residual <= tol;
210                  maxIterFlag = num_iter == maxit;                  maxIterFlag = num_iter == maxit;
211                  breakFlag = (ABS(tau) <= TOLERANCE_FOR_SCALARS);                  breakFlag = (ABS(tau) <= TOLERANCE_FOR_SCALARS);
212             }             }
213         }      }
214         /* end of iteration */      /* end of iteration */
215         #pragma omp master      num_iter_global=num_iter;
216         {      norm_of_residual_global=norm_of_residual;
217             num_iter_global=num_iter;      if (maxIterFlag) {
218             norm_of_residual_global=norm_of_residual;           status = SOLVER_MAXITER_REACHED;
219             if (maxIterFlag) {      } else if (breakFlag) {
220                 status = SOLVER_MAXITER_REACHED;           status = SOLVER_BREAKDOWN;
221             } else if (breakFlag) {      }
222                 status = SOLVER_BREAKDOWN;      Performance_stopMonitor(pp,PERFORMANCE_SOLVER);
            }  
          }  
     }  /* end of parallel region */  
223      TMPMEMFREE(rs);      TMPMEMFREE(rs);
224      TMPMEMFREE(x2);      TMPMEMFREE(x2);
225      TMPMEMFREE(v);      TMPMEMFREE(v);
# Line 187  err_t Paso_Solver_PCG( Line 230  err_t Paso_Solver_PCG(
230    /*     End of PCG */    /*     End of PCG */
231    return status;    return status;
232  }  }
   
 /*  
  * $Log$  
  * Revision 1.2  2005/09/15 03:44:40  jgs  
  * Merge of development branch dev-02 back to main trunk on 2005-09-15  
  *  
  * Revision 1.1.2.1  2005/09/05 06:29:49  gross  
  * These files have been extracted from finley to define a stand alone libray for iterative  
  * linear solvers on the ALTIX. main entry through Paso_solve. this version compiles but  
  * has not been tested yet.  
  *  
  *  
  */  

Legend:
Removed from v.495  
changed lines
  Added in v.1556

  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.26