/[escript]/trunk/paso/src/Solver_AMG.c
ViewVC logotype

Diff of /trunk/paso/src/Solver_AMG.c

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

revision 1890 by artak, Fri Oct 17 00:14:22 2008 UTC revision 1917 by phornby, Thu Oct 23 09:09:31 2008 UTC
# Line 25  Line 25 
25  #include "Paso.h"  #include "Paso.h"
26  #include "Solver.h"  #include "Solver.h"
27  #include "PasoUtil.h"  #include "PasoUtil.h"
28    #include "Pattern_coupling.h"
29    
30  /**************************************************************/  /**************************************************************/
31    
# Line 74  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 75  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
75    dim_t n_block=A_p->row_block_size;    dim_t n_block=A_p->row_block_size;
76    index_t* mis_marker=NULL;      index_t* mis_marker=NULL;  
77    index_t* counter=NULL;    index_t* counter=NULL;
   double *rs=NULL;    
78    index_t iPtr,*index, *where_p, iPtr_s;    index_t iPtr,*index, *where_p, iPtr_s;
79    dim_t i,k,j,j0;    dim_t i,k,j,j0;
80    Paso_SparseMatrix * schur=NULL;    Paso_SparseMatrix * schur=NULL;
81    Paso_SparseMatrix * schur_withFillIn=NULL;    Paso_SparseMatrix * schur_withFillIn=NULL;
82    schur_withFillIn=MEMALLOC(1,Paso_SparseMatrix);    Paso_Pattern* mult=NULL;
83      double time0,time1,time2,S;
84        
     
   double A11,A12,A13,A21,A22,A23,A31,A32,A33,D,time0,time1,time2;  
     
   
85    /* identify independend set of rows/columns */    /* identify independend set of rows/columns */
86    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);
87    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);
   rs=TMPMEMALLOC(n,double);  
88    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);
89    out->AMG_of_Schur=NULL;    out->AMG_of_Schur=NULL;
90    out->inv_A_FF=NULL;    out->inv_A_FF=NULL;
# Line 106  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 102  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
102    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
103    out->level=level;    out->level=level;
104        
  /* fprintf(stderr,"START OF MATRIX \n\n");  
   for (i = 0; i < A_p->numRows; ++i) {  
      for (iPtr=A_p->pattern->ptr[i];iPtr<A_p->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {  
        j=A_p->pattern->index[iPtr];  
        fprintf(stderr,"A[%d,%d]=%.2f ",i,j,A_p->val[iPtr]);  
      }  
      fprintf(stderr,"\n");  
    }  
    fprintf(stderr,"END OF MATRIX \n\n");  
  */  
105    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {
106       /* identify independend set of rows/columns */       /* identify independend set of rows/columns */
107       time0=Paso_timer();       time0=Paso_timer();
108       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
109       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;
110       Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,0.25);       /*Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,0.25);*/
111       /*       Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker);
      for (i=0;i<n;++i) fprintf(stderr," i=%d mis[i]=%d \n",i,mis_marker[i]);  
      */  
112       time2=Paso_timer()-time0;       time2=Paso_timer()-time0;
113       if (Paso_noError()) {       if (Paso_noError()) {
114          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
# Line 154  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 138  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
138                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)*/                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)*/
139                #pragma omp for private(i,iPtr) schedule(static)                #pragma omp for private(i,iPtr) schedule(static)
140                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
141                  rs[i]=0;                  out->inv_A_FF[i]=0;
142                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {
143                   rs[i]+=A_p->val[iPtr];                   out->inv_A_FF[i]+=A_p->val[iPtr];
144                    }
145                  }
146                  
147    /*              fprintf(stderr,"\n MATRIX START\n");
148                  j=0;
149                  for (i = 0; i < n; ++i) {
150                    for (iPtr=A_p->pattern->ptr[i];iPtr<A_p->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
151                     fprintf(stderr,"A[%d,%d]=%.2f ",i,A_p->pattern->index[iPtr],A_p->val[iPtr]);
152                    }
153                    if (mis_marker[i]) {
154                     fprintf(stderr,"ROW SUM %.2f\n ",out->inv_A_FF[j]);
155                     j++;
156                    }
157                    else {
158                      fprintf(stderr,"\n ");
159                  }                  }
160                }                }
161                              fprintf(stderr,"\n MATRIX END\n");
162                #pragma omp for private(i, where_p,iPtr,A11,A12,A13,A21,A22,A23,A31,A32,A33,D,index) schedule(static)  */              
163                  #pragma omp for private(i, where_p,iPtr,index) schedule(static)
164                for (i = 0; i < out->n_F; i++) {                for (i = 0; i < out->n_F; i++) {
165                  /* find main diagonal */                  /* find main diagonal */
166                  iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];                  iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];
# Line 175  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 175  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
175                  } else {                  } else {
176                      iPtr+=(index_t)(where_p-index);                      iPtr+=(index_t)(where_p-index);
177                      /* get inverse of A_FF block: */                      /* get inverse of A_FF block: */
178                        if (ABS(rs[i])>0.) {                        S=out->inv_A_FF[i];
179                              out->inv_A_FF[i]=1./rs[i];                        if (ABS(A_p->val[iPtr])>0.) {
180                                if(ABS(S)>0.)
181                                   out->inv_A_FF[i]=1./S;
182                        } else {                        } else {
                         out->inv_A_FF[i]=0;  
                       }  
                       
                      /* } else {  
183                              Paso_setError(ZERO_DIVISION_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: Break-down in AMG decomposition: non-regular main diagonal block.");                              Paso_setError(ZERO_DIVISION_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: Break-down in AMG decomposition: non-regular main diagonal block.");
184                        }*/                        }
185                  }                  }
186                }                }
187             } /* end parallel region */             } /* end parallel region */
# Line 192  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 190  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
190                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */
191                out->n_C=n-out->n_F;                out->n_C=n-out->n_F;
192                 /*if (out->n_C>11) {*/                 /*if (out->n_C>11) {*/
193                   /*fprintf(stderr,"SPARSITY in level %d \n", level);*/
194                 if (level>0) {                 if (level>0) {
195                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
196                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
# Line 225  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 224  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
224                                                            
225                              /*find the pattern of the schur complement with fill in*/                              /*find the pattern of the schur complement with fill in*/
226                              schur_withFillIn=Paso_SparseMatrix_alloc(A_p->type,Paso_Pattern_binop(PATTERN_FORMAT_DEFAULT, schur->pattern, Paso_Pattern_multiply(PATTERN_FORMAT_DEFAULT,out->A_CF->pattern,out->A_FC->pattern)),1,1);                              schur_withFillIn=Paso_SparseMatrix_alloc(A_p->type,Paso_Pattern_binop(PATTERN_FORMAT_DEFAULT, schur->pattern, Paso_Pattern_multiply(PATTERN_FORMAT_DEFAULT,out->A_CF->pattern,out->A_FC->pattern)),1,1);
227    /*                            fprintf(stderr,"\nSHURE MATRIX START\n");
228                                                            
229                                for (i = 0; i < schur->numRows; ++i) {
230                                  for (iPtr=schur->pattern->ptr[i];iPtr<schur->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
231                                   fprintf(stderr,"A[%d,%d]=%.2f ",i,schur->pattern->index[iPtr],schur->val[iPtr]);
232                                  }
233                                  fprintf(stderr,"\n");
234                               }
235                                fprintf(stderr,"MATRIX END\n");
236    
237                                fprintf(stderr,"\nA_CF MATRIX START\n");
238                                for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {
239                                  for (iPtr=out->A_CF->pattern->ptr[i];iPtr<out->A_CF->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
240                                   fprintf(stderr,"A_CF[%d,%d]=%.2f ",i,out->A_CF->pattern->index[iPtr],out->A_CF->val[iPtr]);
241                                  }
242                                  fprintf(stderr,"\n");
243                               }
244                                fprintf(stderr,"MATRIX END\n");
245    
246                                fprintf(stderr,"\nA_FC MATRIX START\n");
247                                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
248                                  for (iPtr=out->A_FC->pattern->ptr[i];iPtr<out->A_FC->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
249                                   fprintf(stderr,"A_FC[%d,%d]=%.2f ",i,out->A_FC->pattern->index[iPtr],out->A_FC->val[iPtr]);
250                                  }
251                                  fprintf(stderr,"\n");
252                               }
253                                fprintf(stderr,"MATRIX END\n");
254                                              
255                               mult=Paso_Pattern_multiply(PATTERN_FORMAT_DEFAULT,out->A_CF->pattern,out->A_FC->pattern);
256                                fprintf(stderr,"\nPATTERN MATRIX START\n");
257                                for (i = 0; i < mult->numOutput; ++i) {
258                                  for (iPtr=mult->ptr[i];iPtr<mult->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
259                                   fprintf(stderr," P[%d,%d]=X ",i,mult->index[iPtr]);
260                                  }
261                                  fprintf(stderr,"\n");
262                               }
263                                fprintf(stderr,"MATRIX END\n");
264    */    
265                              /* copy values over*/                              /* copy values over*/
266                              #pragma omp for private(i,iPtr,iPtr_s,j,j0) schedule(static)                              #pragma omp for private(i,iPtr,iPtr_s,j,j0) schedule(static)
267                              for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {                              for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {
# Line 241  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 277  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
277                                  }                                  }
278                                }                                }
279                              }                              }
280                                                           time0=Paso_timer()-time0;
                           /*  for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {  
                               for (iPtr=schur_withFillIn->pattern->ptr[i];iPtr<schur_withFillIn->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {  
                                 j=schur_withFillIn->pattern->index[iPtr];  
                                 fprintf(stderr,"A_CC[%d,%d]=%.2f ",i,j,schur_withFillIn->val[iPtr]);  
                               }  
                               fprintf(stderr,"\n");  
                             }*/  
                             time0=Paso_timer()-time0;  
281                              if (Paso_noError()) {                              if (Paso_noError()) {
282                                  time1=Paso_timer();                                  time1=Paso_timer();
283                                  /* update A_CC block to get Schur complement and then apply AMG to it */                                  /* update A_CC block to get Schur complement and then apply AMG to it */
284                                  Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);                                  Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);
285    
286    /*
287                                     fprintf(stderr,"\n SHURE WITH FILL IN MATRIX START\n");
288                                    for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {
289                                      for (iPtr=schur_withFillIn->pattern->ptr[i];iPtr<schur_withFillIn->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
290                                       fprintf(stderr,"A[%d,%d]=%.2f ",i,schur_withFillIn->pattern->index[iPtr],schur_withFillIn->val[iPtr]);
291                                      }
292                                      fprintf(stderr,"\n");
293                                     }
294                                    fprintf(stderr,"MATRIX END\n");
295    */                                
296                                  time1=Paso_timer()-time1;                                  time1=Paso_timer()-time1;
297                                  out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,verbose,level-1);                                  out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,verbose,level-1);
298                                                                    
# Line 297  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 336  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
336    }    }
337    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
338    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
   TMPMEMFREE(rs);  
339    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
340        if (verbose) {        if (verbose) {
341           printf("AMG: %d unknowns eliminated. %d left.\n",out->n_F,n-out->n_F);           printf("AMG: %d unknowns eliminated. %d left.\n",out->n_F,n-out->n_F);
# Line 342  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 380  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
380       dim_t i,k;       dim_t i,k;
381       dim_t n_block=amg->n_block;       dim_t n_block=amg->n_block;
382       double *r=MEMALLOC(amg->n,double);       double *r=MEMALLOC(amg->n,double);
383       double *x0=MEMALLOC(amg->n,double);       Paso_Solver_GS* GS=NULL;
384            
385       if (amg->level==0) {       if (amg->level==0) {
386          /* x=invA_FF*b  */          /* x=invA_FF*b  */
387          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,x,b);          /*Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,x,b);*/
388            GS=Paso_Solver_getGS(amg->A,-1);
389            Paso_Solver_solveGS(GS,x,b);
390            Paso_Solver_GS_free(GS);
391       } else {       } else {
392           fprintf(stdout,"LEVEL %d \n",amg->level);  
393          /* presmoothing on (Shure, x, b, r) */          /* presmoothing */
         /****************/  
          Paso_Solver_GS* GS=MEMALLOC(1,Paso_Solver_GS);  
394           GS=Paso_Solver_getGS(amg->A,-1);           GS=Paso_Solver_getGS(amg->A,-1);
395           Paso_Solver_solveGS(GS,x,b);           Paso_Solver_solveGS(GS,x,b);
396                    
# Line 364  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 403  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
403          /* b->[b_F,b_C]     */          /* b->[b_F,b_C]     */
404          if (n_block==1) {          if (n_block==1) {
405             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
406             for (i=0;i<amg->n_F;++i) amg->b_F[i]=r[amg->rows_in_F[i]];    /* was b istead of r */             for (i=0;i<amg->n_F;++i) amg->b_F[i]=r[amg->rows_in_F[i]];  
407            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
408             for (i=0;i<amg->n_C;++i) amg->b_C[i]=r[amg->rows_in_C[i]];             for (i=0;i<amg->n_C;++i) amg->b_C[i]=r[amg->rows_in_C[i]];
409          } else {          } else {
# Line 376  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 415  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
415                   for (k=0;k<n_block;k++) amg->b_C[amg->n_block*i+k]=r[n_block*amg->rows_in_C[i]+k];                   for (k=0;k<n_block;k++) amg->b_C[amg->n_block*i+k]=r[n_block*amg->rows_in_C[i]+k];
416          }          }
417    
         /****************/  
         /* Coursening part */  
           
         /* r_F=A_FF^-1*r_F  */  
         /*Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->b_F,amg->b_F);  
         fprintf(stderr,"2\n");  
         */  
         /* r_C=r_C-A_CF*r_F */  
         /*Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_CF,amg->b_F,1.,amg->b_C);  
         fprintf(stderr,"3\n");  
         */  
        /****************/  
   
           
418          /* x_F=invA_FF*b_F  */          /* x_F=invA_FF*b_F  */
419          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);
420                    
# Line 405  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 430  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
430          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);
431          /* x<-[x_F,x_C]     */          /* x<-[x_F,x_C]     */
432                    
         /* */  
           
           
433          if (n_block==1) {          if (n_block==1) {
434             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
435             for (i=0;i<amg->n;++i) {             for (i=0;i<amg->n;++i) {
# Line 429  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 451  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
451          }          }
452          /* all done */          /* all done */
453       /*post smoothing*/       /*post smoothing*/
454  /*     Paso_Solver_solveGS(GS,x0,b);       Paso_Solver_solveGS1(GS,x,b);
455       if (n_block==1) {  
            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];  
         } else {  
            #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n;++i) {  
                      for (k=0;k<n_block;k++) x[n_block*i+k]+=x0[n_block*i+k];  
            }  
         }  
 */      
456       Paso_Solver_GS_free(GS);       Paso_Solver_GS_free(GS);
457       }       }
      MEMFREE(x0);  
458       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
459       return;       return;
460  }  }

Legend:
Removed from v.1890  
changed lines
  Added in v.1917

  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.26