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revision 1890 by artak, Fri Oct 17 00:14:22 2008 UTC revision 2760 by artak, Thu Nov 19 05:22:45 2009 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*******************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2008 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2009 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
6  * http://www.uq.edu.au/esscc  * http://www.uq.edu.au/esscc
7  *  *
# Line 14  Line 14 
14    
15  /**************************************************************/  /**************************************************************/
16    
17  /* Paso: AMG preconditioner with reordering                 */  /* Paso: AMG preconditioner                                  */
18    
19  /**************************************************************/  /**************************************************************/
20    
21  /* Author: artak@access.edu.au                                */  /* Author: artak@uq.edu.au                                */
22    
23  /**************************************************************/  /**************************************************************/
24    
25  #include "Paso.h"  #include "Paso.h"
26  #include "Solver.h"  #include "Solver.h"
27    #include "Options.h"
28  #include "PasoUtil.h"  #include "PasoUtil.h"
29    #include "UMFPACK.h"
30    #include "MKL.h"
31    #include "SystemMatrix.h"
32    #include "Pattern_coupling.h"
33    
34  /**************************************************************/  /**************************************************************/
35    
36  /* free all memory used by AMG                                */  /* free all memory used by AMG                                */
37    
38    void Paso_Solver_AMG_System_free(Paso_Solver_AMG_System * in) {
39         dim_t i;
40         if (in!=NULL) {
41            for (i=0;i<in->block_size;++i) {
42              Paso_Solver_AMG_free(in->amgblock[i]);
43              Paso_SparseMatrix_free(in->block[i]);
44            }
45            MEMFREE(in);
46         }
47    }
48    
49    
50    /* free all memory used by AMG                                */
51    
52  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AMG * in) {  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AMG * in) {
53       if (in!=NULL) {       if (in!=NULL) {
54          Paso_Solver_AMG_free(in->AMG_of_Schur);          Paso_Solver_Jacobi_free(in->GS);
         MEMFREE(in->inv_A_FF);  
         MEMFREE(in->A_FF_pivot);  
55          Paso_SparseMatrix_free(in->A_FC);          Paso_SparseMatrix_free(in->A_FC);
56            Paso_SparseMatrix_free(in->A_FF);
57            Paso_SparseMatrix_free(in->W_FC);
58          Paso_SparseMatrix_free(in->A_CF);          Paso_SparseMatrix_free(in->A_CF);
59            Paso_SparseMatrix_free(in->P);
60            Paso_SparseMatrix_free(in->R);
61            
62            Paso_SparseMatrix_free(in->A);
63            if(in->coarsest_level==TRUE) {
64            #ifdef MKL
65              Paso_MKL_free1(in->AOffset1);
66              Paso_SparseMatrix_free(in->AOffset1);
67            #else
68              #ifdef UMFPACK
69              Paso_UMFPACK1_free((Paso_UMFPACK_Handler*)(in->solver));
70              #endif
71            #endif
72            }
73          MEMFREE(in->rows_in_F);          MEMFREE(in->rows_in_F);
74          MEMFREE(in->rows_in_C);          MEMFREE(in->rows_in_C);
75          MEMFREE(in->mask_F);          MEMFREE(in->mask_F);
# Line 45  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM Line 78  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM
78          MEMFREE(in->b_F);          MEMFREE(in->b_F);
79          MEMFREE(in->x_C);          MEMFREE(in->x_C);
80          MEMFREE(in->b_C);          MEMFREE(in->b_C);
81            in->solver=NULL;
82            Paso_Solver_AMG_free(in->AMG_of_Coarse);
83            MEMFREE(in->b_C);
84          MEMFREE(in);          MEMFREE(in);
85       }       }
86  }  }
# Line 68  to Line 104  to
104     then AMG is applied to S again until S becomes empty     then AMG is applied to S again until S becomes empty
105    
106  */  */
107  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso_SparseMatrix *A_p,bool_t verbose,dim_t level) {  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso_SparseMatrix *A_p,dim_t level,Paso_Options* options) {
108    Paso_Solver_AMG* out=NULL;    Paso_Solver_AMG* out=NULL;
109      /*
110       Paso_Pattern* temp1=NULL;
111      Paso_Pattern* temp2=NULL;
112      */
113      bool_t verbose=options->verbose;
114    dim_t n=A_p->numRows;    dim_t n=A_p->numRows;
115    dim_t n_block=A_p->row_block_size;    dim_t n_block=A_p->row_block_size;
116    index_t* mis_marker=NULL;      index_t* mis_marker=NULL;  
117    index_t* counter=NULL;    index_t* counter=NULL;
118    double *rs=NULL;      /*index_t iPtr,*index, *where_p;*/
119    index_t iPtr,*index, *where_p, iPtr_s;    dim_t i;
120    dim_t i,k,j,j0;    Paso_SparseMatrix * A_c=NULL;
   Paso_SparseMatrix * schur=NULL;  
   Paso_SparseMatrix * schur_withFillIn=NULL;  
   schur_withFillIn=MEMALLOC(1,Paso_SparseMatrix);  
121        
122      /*
123      double *temp,*temp_1;
124      double S;
125      index_t iptr;
126      */
127        
128    double A11,A12,A13,A21,A22,A23,A31,A32,A33,D,time0,time1,time2;    /*char filename[8];*/
129        /*sprintf(filename,"AMGLevel%d",level);
130      
131      Paso_SparseMatrix_saveMM(A_p,filename);
132      */
133      
134      /*Make sure we have block sizes 1*/
135      if (A_p->col_block_size>1) {
136         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires column block size 1.");
137         return NULL;
138      }
139      if (A_p->row_block_size>1) {
140         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires row block size 1.");
141         return NULL;
142      }
143      out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);
144    /* identify independend set of rows/columns */    /* identify independend set of rows/columns */
145    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);
146    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);
147    rs=TMPMEMALLOC(n,double);    if ( !( Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(counter) || Paso_checkPtr(out)) ) {
148    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);       out->AMG_of_Coarse=NULL;
149    out->AMG_of_Schur=NULL;       out->A_FF=NULL;
150    out->inv_A_FF=NULL;       out->A_FC=NULL;
151    out->A_FF_pivot=NULL;       out->A_CF=NULL;
152    out->A_FC=NULL;       out->W_FC=NULL;
153    out->A_CF=NULL;       out->P=NULL;
154    out->rows_in_F=NULL;       out->R=NULL;
155    out->rows_in_C=NULL;       out->rows_in_F=NULL;
156    out->mask_F=NULL;       out->rows_in_C=NULL;
157    out->mask_C=NULL;       out->mask_F=NULL;
158    out->x_F=NULL;       out->mask_C=NULL;
159    out->b_F=NULL;       out->x_F=NULL;
160    out->x_C=NULL;       out->b_F=NULL;
161    out->b_C=NULL;       out->x_C=NULL;
162    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);       out->b_C=NULL;
163    out->level=level;       out->GS=NULL;
164           out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
165   /* fprintf(stderr,"START OF MATRIX \n\n");       out->GS=NULL;
166    for (i = 0; i < A_p->numRows; ++i) {       out->solver=NULL;
167       for (iPtr=A_p->pattern->ptr[i];iPtr<A_p->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {       /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/
168         j=A_p->pattern->index[iPtr];       out->level=level;
169         fprintf(stderr,"A[%d,%d]=%.2f ",i,j,A_p->val[iPtr]);       out->n=n;
170       }       out->n_F=n+1;
171       fprintf(stderr,"\n");       out->n_block=n_block;
172     }      
173     fprintf(stderr,"END OF MATRIX \n\n");       if (level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size) {
174   */           out->coarsest_level=TRUE;
175    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {           #ifdef MKL
176       /* identify independend set of rows/columns */                    out->AOffset1=Paso_SparseMatrix_alloc(MATRIX_FORMAT_BLK1 + MATRIX_FORMAT_OFFSET1, out->A->pattern,1,1, FALSE);
177       time0=Paso_timer();                    #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
178       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                    for (i=0;i<out->A->len;++i) {
179       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;                         out->AOffset1->val[i]=out->A->val[i];
180       Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,0.25);                    }
181       /*           #else
182       for (i=0;i<n;++i) fprintf(stderr," i=%d mis[i]=%d \n",i,mis_marker[i]);              #ifdef UMFPACK
183       */              #else
184       time2=Paso_timer()-time0;                  out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
185       if (Paso_noError()) {              #endif
186             #endif
187         } else {
188             out->coarsest_level=FALSE;
189             out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
190    
191             /* identify independend set of rows/columns */
192             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
193             for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;
194    
195             if (options->coarsening_method == PASO_YAIR_SHAPIRA_COARSENING) {
196                  Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
197             }
198             else if (options->coarsening_method == PASO_RUGE_STUEBEN_COARSENING) {
199                  Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
200             }
201             else if (options->coarsening_method == PASO_AGGREGATION_COARSENING) {
202                 Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
203            }
204            else {
205               /*Default coarseneing*/
206                Paso_Pattern_RS_MI(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
207                /*Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
208                /*Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
209                /*Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
210                
211            }
212    
213          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
214          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
215          out->n=n;          
         out->n_block=n_block;  
216          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
217          out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);          
218          out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);          if (out->n_F==0) {
219          out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);             out->coarsest_level=TRUE;
220          out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */             level=0;
221          if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {             if (verbose) {
222             #pragma omp parallel                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
223             {                 printf("AMG coarsening does not eliminate any of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
224                /* creates an index for F from mask */             }
225                #pragma omp for private(i) schedule(static)          }
226                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;          else if (out->n_F==n) {
227                #pragma omp for private(i) schedule(static)            out->coarsest_level=TRUE;
228                for (i = 0; i < n; ++i) {             level=0;
229                   if  (mis_marker[i]) {             if (verbose) {
230                          out->rows_in_F[counter[i]]=i;                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
231                          out->mask_F[i]=counter[i];                 printf("AMG coarsening eliminates all of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
232                   } else {            
233                          out->mask_F[i]=-1;              }
234            } else {
235        
236                  if (Paso_noError()) {
237                    
238                     /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
239                     for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
240                     out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
241                     */
242                    
243                     out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);
244                     out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);
245                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {
246                        /* creates an index for F from mask */
247                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
248                        for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;
249                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
250                        for (i = 0; i < n; ++i) {
251                           if  (mis_marker[i]) {
252                                  out->rows_in_F[counter[i]]=i;
253                                  out->mask_F[i]=counter[i];
254                           } else {
255                                  out->mask_F[i]=-1;
256                           }
257                        }
258                        
259                   }                   }
260                }                }
261                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)*/        
262                #pragma omp for private(i,iPtr) schedule(static)                /*check whether coarsening process actually makes sense to continue.
263                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                if coarse matrix at least smaller by 30% then continue, otherwise we stop.*/
264                  rs[i]=0;                if ((out->n_F*100/n)<30) {
265                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {                      level=1;
                  rs[i]+=A_p->val[iPtr];  
266                  }                  }
               }  
267                            
268                #pragma omp for private(i, where_p,iPtr,A11,A12,A13,A21,A22,A23,A31,A32,A33,D,index) schedule(static)                if ( Paso_noError()) {
269                for (i = 0; i < out->n_F; i++) {                      /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */
270                  /* find main diagonal */                      out->n_C=n-out->n_F;
271                  iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];                    
272                  index=&(A_p->pattern->index[iPtr]);                     /*if (out->n_F>500) */
273                  where_p=(index_t*)bsearch(&out->rows_in_F[i],                      out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
274                                          index,                      out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
275                                          A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]-A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]],                      if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {
276                                          sizeof(index_t),                           /* creates an index for C from mask */
277                                          Paso_comparIndex);                           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
278                  if (where_p==NULL) {                           for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];
279                      Paso_setError(VALUE_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: main diagonal element missing.");                           Paso_Util_cumsum(n,counter);
280                  } else {                           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
281                      iPtr+=(index_t)(where_p-index);                           for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;
282                      /* get inverse of A_FF block: */                           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
283                        if (ABS(rs[i])>0.) {                           for (i = 0; i < n; ++i) {
284                              out->inv_A_FF[i]=1./rs[i];                                    if  (! mis_marker[i]) {
285                        } else {                                        out->rows_in_C[counter[i]]=i;
286                          out->inv_A_FF[i]=0;                                        out->mask_C[i]=counter[i];
287                        }                                     } else {
288                                          out->mask_C[i]=-1;
289                                       }
290                             }
291                        }
292                  }
293                  if ( Paso_noError()) {
294                          /* get A_FF block: */
295                          /*
296                           out->A_FF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_F,out->rows_in_F,out->mask_F);
297                          out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);
298                          out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
299                          */
300                          
301                          /*Compute W_FC*/
302                          /*initialy W_FC=A_FC*/
303                          out->W_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
304                          
305                          /*sprintf(filename,"W_FCbefore_%d",level);
306                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
307                          */
308                          Paso_SparseMatrix_updateWeights(A_p,out->W_FC,mis_marker);
309                          
310                          /*
311                           printf("GOT W_FC, but n=%d,n_F=%d,n_C=%d\n",out->n,out->n_F,out->n_C);
312                          sprintf(filename,"W_FCafter_%d",level);
313                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
314                          */
315                          /* get Prolongation and Restriction */
316                          out->P=Paso_SparseMatrix_getProlongation(out->W_FC,mis_marker);
317                          
318                          /*
319                           printf("GOT Prolongation P->nxc %dx%d\n",out->P->numRows,out->P->numCols);
320                          sprintf(filename,"P_%d",level);
321                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->P,filename);
322                          */
323                          
324                          out->R=Paso_SparseMatrix_getRestriction(out->P);
325                          /*
326                          printf("GOT Restriction->cxn %dx%d\n",out->R->numRows,out->R->numCols);
327                          sprintf(filename,"R_%d",level);
328                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->R,filename);
329                          */
330                                            
                      /* } else {  
                             Paso_setError(ZERO_DIVISION_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: Break-down in AMG decomposition: non-regular main diagonal block.");  
                       }*/  
                 }  
331                }                }
332             } /* end parallel region */                if ( Paso_noError()) {
333                        A_c=Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_p,out->R,out->P);
334                        /*Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_c, A_p,out->R,out->P);*/
335                        /*
336                         sprintf(filename,"A_C_%d",level);
337                        Paso_SparseMatrix_saveMM(A_c,filename);
338                        */
339                        out->AMG_of_Coarse=Paso_Solver_getAMG(A_c,level-1,options);
340                  }
341    
342             if( Paso_noError()) {                /* allocate work arrays for AMG application */
343                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                if (Paso_noError()) {
344                out->n_C=n-out->n_F;                           out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
345                 /*if (out->n_C>11) {*/                           out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
346                 if (level>0) {                           out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
347                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                           out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
348                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);        
349                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {                           if (! (Paso_checkPtr(out->x_F) || Paso_checkPtr(out->b_F) || Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {
350                         /* creates an index for C from mask */                               #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
351                         #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                               for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
352                         for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];                                           out->x_F[i]=0.;
353                         Paso_Util_cumsum(n,counter);                                           out->b_F[i]=0.;
                        #pragma omp parallel  
                        {  
                           #pragma omp for private(i) schedule(static)  
                           for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;  
                           #pragma omp for private(i) schedule(static)  
                           for (i = 0; i < n; ++i) {  
                              if  (! mis_marker[i]) {  
                                 out->rows_in_C[counter[i]]=i;  
                                 out->mask_C[i]=counter[i];  
                              } else {  
                                 out->mask_C[i]=-1;  
                              }  
                           }  
                       } /* end parallel region */  
                       /* get A_CF block: */  
                       out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);  
                       if (Paso_noError()) {  
                          /* get A_FC block: */  
                          out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);  
                          /* get A_CC block: */  
                          if (Paso_noError()) {  
                             schur=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_C,out->rows_in_C,out->mask_C);  
                               
                             /*find the pattern of the schur complement with fill in*/  
                             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);  
                               
                             /* copy values over*/  
                             #pragma omp for private(i,iPtr,iPtr_s,j,j0) schedule(static)  
                             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];  
                                 schur_withFillIn->val[iPtr]=0.;  
                                 for (iPtr_s=schur->pattern->ptr[i];iPtr_s<schur->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr_s){  
                                     j0=schur->pattern->index[iPtr_s];  
                                     if (j==j0) {  
                                       schur_withFillIn->val[iPtr]=schur->val[iPtr_s];  
                                       break;  
                                     }  
                                 }  
                               }  
                             }  
                               
                           /*  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]);  
354                                }                                }
355                                fprintf(stderr,"\n");                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
356                              }*/                                for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {
357                              time0=Paso_timer()-time0;                                       out->x_C[i]=0.;
358                              if (Paso_noError()) {                                       out->b_C[i]=0.;
                                 time1=Paso_timer();  
                                 /* update A_CC block to get Schur complement and then apply AMG to it */  
                                 Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);  
                                 time1=Paso_timer()-time1;  
                                 out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,verbose,level-1);  
                                   
                                 Paso_SparseMatrix_free(schur);  
                                 /* Paso_SparseMatrix_free(schur_withFillIn);*/  
                             }  
                             /* allocate work arrays for AMG application */  
                             if (Paso_noError()) {  
                               out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);  
                               out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);  
                               out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);  
                               out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);  
   
                               if (! (Paso_checkPtr(out->x_F) || Paso_checkPtr(out->b_F) || Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {  
                                   #pragma omp parallel  
                                   {  
                                     #pragma omp for private(i,k) schedule(static)  
                                     for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {  
                                           for (k=0; k<n_block;++k) {  
                                              out->x_F[i*n_block+k]=0.;  
                                              out->b_F[i*n_block+k]=0.;  
                                           }  
                                     }  
                                     #pragma omp for private(i,k) schedule(static)  
                                     for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {  
                                         for (k=0; k<n_block;++k) {  
                                           out->x_C[i*n_block+k]=0.;  
                                           out->b_C[i*n_block+k]=0.;  
                                         }  
                                     }  
                                   } /* end parallel region */  
359                                }                                }
                             }  
360                           }                           }
                      }  
                  }  
361                }                }
362             }              Paso_SparseMatrix_free(A_c);
363          }           }
364       }       }
365    }    }
366    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
367    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
368    TMPMEMFREE(rs);  
369    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
370        if (verbose) {        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {
371           printf("AMG: %d unknowns eliminated. %d left.\n",out->n_F,n-out->n_F);           printf("AMG: level: %d: %d unknowns eliminated. %d left.\n",level, out->n_F,out->n_C);
          if (out->n_C>0) {  
             printf("timing: AMG: MIS/reordering/elemination : %e/%e/%e\n",time2,time0,time1);  
          } else {  
             printf("timing: AMG: MIS: %e\n",time2);  
          }  
372       }       }
373       return out;       return out;
374    } else  {    } else  {
# Line 320  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 383  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
383    
384       in fact it solves       in fact it solves
385    
386    [      I         0  ]  [ A_FF 0 ] [ I    invA_FF*A_FF ]  [ x_F ]  = [b_F]    [      I         0  ]  [ A_FF 0 ] [ I    invA_FF*A_FC ]  [ x_F ]  = [b_F]
387    [ A_CF*invA_FF   I  ]  [   0  S ] [ 0          I      ]  [ x_C ]  = [b_C]    [ A_CF*invA_FF   I  ]  [   0  S ] [ 0          I      ]  [ x_C ]  = [b_C]
388    
389   in the form   in the form
# Line 339  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 402  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
402  */  */
403    
404  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {
405       dim_t i,k;       dim_t i;
406       dim_t n_block=amg->n_block;       double time0=0;
407       double *r=MEMALLOC(amg->n,double);       double *r=NULL, *x0=NULL;
408       double *x0=MEMALLOC(amg->n,double);       bool_t verbose=0;
409         #ifdef UMFPACK
410              Paso_UMFPACK_Handler * ptr=NULL;
411         #endif
412        
413         r=MEMALLOC(amg->n,double);
414         x0=MEMALLOC(amg->n,double);
415            
416       if (amg->level==0) {       if (amg->coarsest_level) {
417          /* x=invA_FF*b  */        
418          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,x,b);        time0=Paso_timer();
419          /*If all unknown are eliminated then Jacobi is the best preconditioner*/
420          if (amg->n_F==0 || amg->n_F==amg->n) {
421            Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
422          }
423           else {
424           #ifdef MKL
425              Paso_MKL1(amg->AOffset1,x,b,verbose);
426           #else
427              #ifdef UMFPACK
428                 ptr=(Paso_UMFPACK_Handler *)(amg->solver);
429                 Paso_UMFPACK1(&ptr,amg->A,x,b,verbose);
430                 amg->solver=(void*) ptr;
431              #else      
432                 Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
433             #endif
434           #endif
435           }
436           time0=Paso_timer()-time0;
437           if (verbose) fprintf(stderr,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n",time0);
438          
439       } else {       } else {
440           fprintf(stdout,"LEVEL %d \n",amg->level);          /* presmoothing */
441          /* presmoothing on (Shure, x, b, r) */           time0=Paso_timer();
442          /****************/           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
443           Paso_Solver_GS* GS=MEMALLOC(1,Paso_Solver_GS);           time0=Paso_timer()-time0;
444           GS=Paso_Solver_getGS(amg->A,-1);           if (verbose) fprintf(stderr,"timing: Presmooting: %e\n",time0);
445           Paso_Solver_solveGS(GS,x,b);          /* end of presmoothing */
446                    
447            
448             time0=Paso_timer();
449           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
450           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
451                    
452           /*r=b-Ax*/           /*r=b-Ax*/
453           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
454         /****************/                  
455          /* b->[b_F,b_C]     */          
456          if (n_block==1) {          /* b_c <- R*r  */
457             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(1.,amg->R,r,0.,amg->b_C);
            for (i=0;i<amg->n_F;++i) amg->b_F[i]=r[amg->rows_in_F[i]];    /* was b istead of r */  
           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n_C;++i) amg->b_C[i]=r[amg->rows_in_C[i]];  
         } else {  
            #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n_F;++i)  
                  for (k=0;k<n_block;k++) amg->b_F[amg->n_block*i+k]=r[n_block*amg->rows_in_F[i]+k];  
            #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n_C;++i)  
                  for (k=0;k<n_block;k++) amg->b_C[amg->n_block*i+k]=r[n_block*amg->rows_in_C[i]+k];  
         }  
   
         /****************/  
         /* Coursening part */  
458                    
459          /* r_F=A_FF^-1*r_F  */          time0=Paso_timer()-time0;
460          /*Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->b_F,amg->b_F);          if (verbose) fprintf(stderr,"timing: Before next level: %e\n",time0);
         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");  
         */  
        /****************/  
   
461                    
462          /* x_F=invA_FF*b_F  */          /* x_C=AMG(b_C)     */
463          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);          Paso_Solver_solveAMG(amg->AMG_of_Coarse,amg->x_C,amg->b_C);
464                    
465          /* b_C=b_C-A_CF*x_F */          time0=Paso_timer();
         Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_CF,amg->x_F,1.,amg->b_C);  
466                    
467          /* x_C=AMG(b_C)     */          /* x_0 <- P*x_c */
468          Paso_Solver_solveAMG(amg->AMG_of_Schur,amg->x_C,amg->b_C);          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(1.,amg->P,amg->x_C,0.,x0);
469                    
470          /* b_F=b_F-A_FC*x_C */          /* x=x+x0 */
471          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_FC,amg->x_C,1.,amg->b_F);          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
472          /* x_F=invA_FF*b_F  */          for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];
473          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);          
474          /* x<-[x_F,x_C]     */       /*postsmoothing*/
475                 time0=Paso_timer();
476          /* */       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
477                 for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
478                
479          if (n_block==1) {       /*r=b-Ax */
480             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)       Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
481             for (i=0;i<amg->n;++i) {       Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);
482                if (amg->mask_C[i]>-1) {      
483                    x[i]+=amg->x_C[amg->mask_C[i]];      
484                } else {       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
485                    x[i]+=amg->x_F[amg->mask_F[i]];       for (i=0;i<amg->n;++i)  {
486                }        x[i]+=x0[i];
487             }        /*printf("x[%d]=%e \n",i,x[i]);*/
488          } else {       }
489             #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)      
490             for (i=0;i<amg->n;++i) {       time0=Paso_timer()-time0;
491                   if (amg->mask_C[i]>-1) {       if (verbose) fprintf(stderr,"timing: Postsmoothing: %e\n",time0);
492                       for (k=0;k<n_block;k++) x[n_block*i+k]+=amg->x_C[n_block*amg->mask_C[i]+k];  
493                   } else {       /*end of postsmoothing*/
494                       for (k=0;k<n_block;k++) x[n_block*i+k]+=amg->x_F[n_block*amg->mask_F[i]+k];      
                  }  
            }  
         }  
         /* all done */  
      /*post smoothing*/  
 /*     Paso_Solver_solveGS(GS,x0,b);  
      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];  
            }  
         }  
 */      
      Paso_Solver_GS_free(GS);  
495       }       }
      MEMFREE(x0);  
496       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
497         MEMFREE(x0);
498    
499       return;       return;
500  }  }
   
 /*  
  * $Log$  
  *  
  */  

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