/[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 1931 by artak, Mon Oct 27 01:31:28 2008 UTC revision 2816 by artak, Thu Dec 10 02:09:43 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"  #include "UMFPACK.h"
30    #include "MKL.h"
31    #include "SystemMatrix.h"
32  #include "Pattern_coupling.h"  #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            Paso_SparseMatrix_free(in->A);
62            if(in->coarsest_level==TRUE) {
63            #ifdef MKL
64              Paso_MKL_free1(in->AOffset1);
65              Paso_SparseMatrix_free(in->AOffset1);
66            #else
67              #ifdef UMFPACK
68              Paso_UMFPACK1_free((Paso_UMFPACK_Handler*)(in->solver));
69              #endif
70            #endif
71            }
72          MEMFREE(in->rows_in_F);          MEMFREE(in->rows_in_F);
73          MEMFREE(in->rows_in_C);          MEMFREE(in->rows_in_C);
74          MEMFREE(in->mask_F);          MEMFREE(in->mask_F);
# Line 47  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM Line 77  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM
77          MEMFREE(in->b_F);          MEMFREE(in->b_F);
78          MEMFREE(in->x_C);          MEMFREE(in->x_C);
79          MEMFREE(in->b_C);          MEMFREE(in->b_C);
80            in->solver=NULL;
81            Paso_Solver_AMG_free(in->AMG_of_Coarse);
82            MEMFREE(in->b_C);
83          MEMFREE(in);          MEMFREE(in);
84       }       }
85  }  }
# Line 70  to Line 103  to
103     then AMG is applied to S again until S becomes empty     then AMG is applied to S again until S becomes empty
104    
105  */  */
106  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) {
107    Paso_Solver_AMG* out=NULL;    Paso_Solver_AMG* out=NULL;
108      /*
109       Paso_Pattern* temp1=NULL;
110      Paso_Pattern* temp2=NULL;
111      */
112      bool_t verbose=options->verbose;
113    dim_t n=A_p->numRows;    dim_t n=A_p->numRows;
114    dim_t n_block=A_p->row_block_size;    dim_t n_block=A_p->row_block_size;
115    index_t* mis_marker=NULL;      index_t* mis_marker=NULL;  
116    index_t* counter=NULL;    index_t* counter=NULL;
117    index_t iPtr,*index, *where_p, iPtr_s;    /*index_t iPtr,*index, *where_p;*/
118    dim_t i,k,j,j0;    dim_t i;
119    Paso_SparseMatrix * schur=NULL;    Paso_SparseMatrix * A_c=NULL;
120    Paso_SparseMatrix * schur_withFillIn=NULL;    double time0=0;
121    double time0,time1,time2,S;    Paso_SparseMatrix * Atemp=NULL;
122      double sparsity=0;
123      
124      /*
125      double *temp,*temp_1;
126      double S;
127      index_t iptr;
128      */
129      /*char filename[8];*/
130      /*sprintf(filename,"AMGLevel%d",level);
131        
132      Paso_SparseMatrix_saveMM(A_p,filename);
133      */
134      
135      /*Make sure we have block sizes 1*/
136      if (A_p->col_block_size>1) {
137         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires column block size 1.");
138         return NULL;
139      }
140      if (A_p->row_block_size>1) {
141         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires row block size 1.");
142         return NULL;
143      }
144      out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);
145    /* identify independend set of rows/columns */    /* identify independend set of rows/columns */
146    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);
147    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);
148    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);    if ( !( Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(counter) || Paso_checkPtr(out)) ) {
149    out->AMG_of_Schur=NULL;       out->AMG_of_Coarse=NULL;
150    out->inv_A_FF=NULL;       out->A_FF=NULL;
151    out->A_FF_pivot=NULL;       out->A_FC=NULL;
152    out->A_FC=NULL;       out->A_CF=NULL;
153    out->A_CF=NULL;       out->W_FC=NULL;
154    out->rows_in_F=NULL;       out->P=NULL;
155    out->rows_in_C=NULL;       out->R=NULL;
156    out->mask_F=NULL;       out->rows_in_F=NULL;
157    out->mask_C=NULL;       out->rows_in_C=NULL;
158    out->x_F=NULL;       out->mask_F=NULL;
159    out->b_F=NULL;       out->mask_C=NULL;
160    out->x_C=NULL;       out->x_F=NULL;
161    out->b_C=NULL;       out->b_F=NULL;
162    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);       out->x_C=NULL;
163    out->level=level;       out->b_C=NULL;
164           out->GS=NULL;
165    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {       out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
166       /* identify independend set of rows/columns */       out->solver=NULL;
167       time0=Paso_timer();       /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/
168       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)       out->level=level;
169       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;       out->n=n;
170       Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,0.25);       out->n_F=n+1;
171       /*Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker,0.05);*/       out->n_block=n_block;
172       time2=Paso_timer()-time0;       out->post_sweeps=options->post_sweeps;
173       if (Paso_noError()) {       out->pre_sweeps=options->pre_sweeps;
174        
175         sparsity=(A_p->len*1.)/(1.*A_p->numRows*A_p->numCols);
176        
177         if (verbose) fprintf(stdout,"Stats: Sparsity of the Coarse Matrix with %d non-zeros (%d,%d) in level %d is %.6f\n",A_p->len,A_p->numRows,A_p->numCols,level,sparsity);
178        
179        
180         /*if(sparsity>0.01) {
181          level=0;
182         }
183         */
184            
185         if (level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size) {
186             out->coarsest_level=TRUE;
187             /*out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);*/
188            
189             #ifdef MKL
190                      out->AOffset1=Paso_SparseMatrix_alloc(MATRIX_FORMAT_BLK1 + MATRIX_FORMAT_OFFSET1, out->A->pattern,1,1, FALSE);
191                      #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
192                      for (i=0;i<out->A->len;++i) {
193                           out->AOffset1->val[i]=out->A->val[i];
194                      }
195             #else
196                #ifdef UMFPACK
197                #else
198                    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
199                #endif
200             #endif
201            
202         } else {
203             out->coarsest_level=FALSE;
204             out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
205    
206             /* identify independend set of rows/columns */
207             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
208             for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;
209    
210              /*mesuring coarsening time */
211              time0=Paso_timer();
212              
213             if (options->coarsening_method == PASO_YAIR_SHAPIRA_COARSENING) {
214                  Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
215             }
216             else if (options->coarsening_method == PASO_RUGE_STUEBEN_COARSENING) {
217                  Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
218             }
219             else if (options->coarsening_method == PASO_AGGREGATION_COARSENING) {
220                 Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
221            }
222            else if (options->coarsening_method == PASO_STANDARD_COARSENING) {
223                 Paso_Pattern_Standard(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
224            }
225            else {
226               /*Default coarseneing*/
227                /*Paso_Pattern_RS_MI_Aggressive(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
228                Paso_Pattern_Standard(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
229                /*Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
230                /*Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
231                /*Paso_Pattern_greedy(A_p->pattern,mis_marker);*/
232                /*Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
233                
234            }
235            
236            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Profilining for level %d:\n",level);
237            
238            time0=Paso_timer()-time0;
239            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Coarsening: %e\n",time0);
240    
241          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
242          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
243          out->n=n;          
         out->n_block=n_block;  
244          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
245          out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);          
246          out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);          if (out->n_F==0) {
247          out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);             out->coarsest_level=TRUE;
248          out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */             level=0;
249          if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {             if (verbose) {
250             #pragma omp parallel                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
251             {                 printf("AMG coarsening does not eliminate any of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
252                /* creates an index for F from mask */             }
253                #pragma omp for private(i) schedule(static)          }
254                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;          else if (out->n_F==n) {
255                #pragma omp for private(i) schedule(static)            out->coarsest_level=TRUE;
256                for (i = 0; i < n; ++i) {             level=0;
257                   if  (mis_marker[i]) {             if (verbose) {
258                          out->rows_in_F[counter[i]]=i;                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
259                          out->mask_F[i]=counter[i];                 printf("AMG coarsening eliminates all of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
260                   } else {            
261                          out->mask_F[i]=-1;              }
262            } else {
263        
264                  if (Paso_noError()) {
265                    
266                     /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
267                     for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
268                     out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
269                     */
270                    
271                     out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);
272                     out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);
273                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {
274                        /* creates an index for F from mask */
275                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
276                        for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;
277                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
278                        for (i = 0; i < n; ++i) {
279                           if  (mis_marker[i]) {
280                                  out->rows_in_F[counter[i]]=i;
281                                  out->mask_F[i]=counter[i];
282                           } else {
283                                  out->mask_F[i]=-1;
284                           }
285                        }
286                        
287                   }                   }
288                }                }
289                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)*/                
290                #pragma omp for private(i,iPtr) schedule(static)                /* if(level==1) {
291                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                     printf("##TOTAL: %d, ELIMINATED: %d\n",n,out->n_F);
292                  out->inv_A_FF[i]=0;                     for (i = 0; i < n; ++i) {
293                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {                      printf("##%d %d\n",i,mis_marker[i]);
294                   out->inv_A_FF[i]+=A_p->val[iPtr];                     }
295                    }
296                  */
297                  
298                  /*check whether coarsening process actually makes sense to continue.
299                  if coarse matrix at least smaller by 30% then continue, otherwise we stop.*/
300                  if ((out->n_F*100/n)<30) {
301                        level=1;
302                  }                  }
303                
304                  if ( Paso_noError()) {
305                        out->n_C=n-out->n_F;
306                        out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
307                        out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
308                        if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {
309                             /* creates an index for C from mask */
310                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
311                             for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];
312                             Paso_Util_cumsum(n,counter);
313                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
314                             for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;
315                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
316                             for (i = 0; i < n; ++i) {
317                                      if  (! mis_marker[i]) {
318                                          out->rows_in_C[counter[i]]=i;
319                                          out->mask_C[i]=counter[i];
320                                       } else {
321                                          out->mask_C[i]=-1;
322                                       }
323                             }
324                        }
325                  }
326                  if ( Paso_noError()) {
327                          /* get A_FF block: */
328                          /*
329                           out->A_FF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_F,out->rows_in_F,out->mask_F);
330                          out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);
331                          out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
332                          */
333                          
334                          /*Compute W_FC*/
335                          /*initialy W_FC=A_FC*/
336                          out->W_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
337                          
338                          /*sprintf(filename,"W_FCbefore_%d",level);
339                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
340                          */
341                          /* for (i = 0; i < n; ++i) {
342                                      printf("##mis_marker[%d]=%d\n",i,mis_marker[i]);
343                           }
344                          */                    
345                          time0=Paso_timer();
346                          Paso_SparseMatrix_updateWeights(A_p,out->W_FC,mis_marker);
347                          time0=Paso_timer()-time0;
348                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: updateWeights: %e\n",time0);
349            
350                          
351                          /*sprintf(filename,"W_FCafter_%d",level);
352                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
353                          */
354                          
355                          /* get Prolongation and Restriction */
356                          time0=Paso_timer();
357                          out->P=Paso_SparseMatrix_getProlongation(out->W_FC,mis_marker);
358                          time0=Paso_timer()-time0;
359                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getProlongation: %e\n",time0);
360                          
361                          
362                          
363                          /* sprintf(filename,"P_%d",level);
364                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->P,filename);
365                          */
366                          
367                          time0=Paso_timer();
368                          out->R=Paso_SparseMatrix_getRestriction(out->P);
369                          time0=Paso_timer()-time0;
370                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getRestriction: %e\n",time0);
371                          
372                          
373                          /*sprintf(filename,"R_%d",level);
374                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->R,filename);
375                          */
376                        
377                }                }
378                  if ( Paso_noError()) {
379                #pragma omp for private(i, where_p,iPtr,index) schedule(static)                      
380                for (i = 0; i < out->n_F; i++) {                      time0=Paso_timer();
381                  /* find main diagonal */                      
382                  iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];                      Atemp=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(A_p,out->P);
383                  index=&(A_p->pattern->index[iPtr]);                      A_c=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(out->R,Atemp);
384                  where_p=(index_t*)bsearch(&out->rows_in_F[i],                      
385                                          index,                      Paso_SparseMatrix_free(Atemp);
386                                          A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]-A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]],                      
387                                          sizeof(index_t),                      /*A_c=Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_p,out->R,out->P);*/
388                                          Paso_comparIndex);                      time0=Paso_timer()-time0;
389                  if (where_p==NULL) {                      if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getCoarseMatrix: %e\n",time0);
390                      Paso_setError(VALUE_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: main diagonal element missing.");                      
391                  } else {                                          
392                      iPtr+=(index_t)(where_p-index);                      /*Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_c, A_p,out->R,out->P);*/
393                      /* get inverse of A_FF block: */                      
394                        S=out->inv_A_FF[i];                      
395                        if (ABS(A_p->val[iPtr])>0.) {                      /*sprintf(filename,"A_C_%d",level);
396                              if(ABS(S)>0.)                      Paso_SparseMatrix_saveMM(A_c,filename);
397                                 out->inv_A_FF[i]=1./S;                      */
398  /*                            else                      
399                              {                      out->AMG_of_Coarse=Paso_Solver_getAMG(A_c,level-1,options);
                                fprintf(stderr,"ROWSUM OF ROW %d is 0\n",out->rows_in_F[i]);  
                                S=0;  
                                for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {  
                                if(A_p->val[iPtr]!=0) {  
                                 fprintf(stderr,"A_p[%d,%d]=%f ",out->rows_in_F[i],A_p->pattern->index[iPtr],A_p->val[iPtr]);  
                                 S+=A_p->val[iPtr];  
                                }  
                               }  
                               fprintf(stderr,"\n SUMMMMMMM %f\n",S);  
                             }  
 */                      } else {  
                             Paso_setError(ZERO_DIVISION_ERROR, "Paso_Solver_getAMG: Break-down in AMG decomposition: non-regular main diagonal block.");  
                       }  
                 }  
400                }                }
            } /* end parallel region */  
401    
402             if( Paso_noError()) {                /* allocate work arrays for AMG application */
403                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                if (Paso_noError()) {
404                out->n_C=n-out->n_F;                           /*
405                 if (level>0) {                            out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
406                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                           out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
407                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);                           */
408                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {                           out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
409                         /* creates an index for C from mask */                           out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
410                         #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        
411                         for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];                           /*if (! (Paso_checkPtr(out->x_F) || Paso_checkPtr(out->b_F) || Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {*/
412                         Paso_Util_cumsum(n,counter);                           if ( ! ( Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {
413                         #pragma omp parallel                              
414                         {                               /*
415                            #pragma omp for private(i) schedule(static)                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
416                            for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;                               for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
417                            #pragma omp for private(i) schedule(static)                                           out->x_F[i]=0.;
418                            for (i = 0; i < n; ++i) {                                           out->b_F[i]=0.;
                              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;  
                                     }  
                                 }  
419                                }                                }
420                              }                               */
421                             time0=Paso_timer()-time0;                              
422                                                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
423                              if (Paso_noError()) {                                for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {
424                                  time1=Paso_timer();                                       out->x_C[i]=0.;
425                                  /* update A_CC block to get Schur complement and then apply AMG to it */                                       out->b_C[i]=0.;
                                 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 */  
426                                }                                }
                             }  
427                           }                           }
                      }  
                  }  
428                }                }
429             }              Paso_SparseMatrix_free(A_c);
430          }           }
431       }       }
432    }    }
433    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
434    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
435    
436    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
437        if (verbose) {        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {
438           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);  
          }  
439       }       }
440       return out;       return out;
441    } else  {    } else  {
# Line 305  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 450  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
450    
451       in fact it solves       in fact it solves
452    
453    [      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]
454    [ 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]
455    
456   in the form   in the form
# Line 324  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 469  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
469  */  */
470    
471  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {
472       dim_t i,k,oldsweeps;       dim_t i;
473       dim_t n_block=amg->n_block;       double time0=0;
474       double *r=MEMALLOC(amg->n,double);       double *r=NULL, *x0=NULL;
475       Paso_Solver_GS* GS=NULL;       bool_t verbose=0;
476       double *bold=MEMALLOC(amg->n*amg->n_block,double);      
477       double *bnew=MEMALLOC(amg->n*amg->n_block,double);       dim_t post_sweeps=amg->post_sweeps;
478         dim_t pre_sweeps=amg->pre_sweeps;
479        
480         #ifdef UMFPACK
481              Paso_UMFPACK_Handler * ptr=NULL;
482         #endif
483            
484       if (amg->level==0) {            
485          Paso_UMFPACK1(amg->A,x,b,1);       r=MEMALLOC(amg->n,double);
486         x0=MEMALLOC(amg->n,double);
487        
488         if (amg->coarsest_level) {
489          
490          time0=Paso_timer();
491          /*If all unknown are eliminated then Jacobi is the best preconditioner*/
492          /*Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);*/
493          
494          if (amg->n_F==0 || amg->n_F==amg->n) {
495            Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
496          }
497           else {
498           #ifdef MKL
499              Paso_MKL1(amg->AOffset1,x,b,verbose);
500           #else
501              #ifdef UMFPACK
502                 ptr=(Paso_UMFPACK_Handler *)(amg->solver);
503                 Paso_UMFPACK1(&ptr,amg->A,x,b,verbose);
504                 amg->solver=(void*) ptr;
505              #else      
506                 Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
507             #endif
508           #endif
509           }
510          
511           time0=Paso_timer()-time0;
512           if (verbose) fprintf(stdout,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n",time0);
513          
514       } else {       } else {
   
515          /* presmoothing */          /* presmoothing */
516           GS=Paso_Solver_getGS(amg->A,-1);           time0=Paso_timer();
517           Paso_Solver_solveGS(GS,x,b);           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
518           oldsweeps=GS->sweeps;          
519           if (GS->sweeps>1) {          /***********/
520                      if (pre_sweeps>1) {
521                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
522                for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
523            }
524      
525            while(pre_sweeps>1) {
526             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
527             for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bold[i]=b[i];             for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]+=b[i];
528                        
529             while(GS->sweeps>1) {              /* Compute the residual r=r-Ax*/
530                 #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
531                 for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bnew[i]=bold[i]+b[i];             /* Go round again*/
532                  /* Compute the residual b=b-Ax*/             Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,r);
533                 Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(DBLE(-1), amg->A, x, DBLE(1), bnew);             pre_sweeps-=1;
534                 /* Go round again*/          }
535                 Paso_Solver_solveGS(GS,x,bnew);           /***********/
536                 #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          
537                 for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bold[i]=bnew[i];           time0=Paso_timer()-time0;
538                 GS->sweeps=GS->sweeps-1;           if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Presmooting: %e\n",time0);
539             }           /* end of presmoothing */
540             }          
541             GS->sweeps=oldsweeps;           time0=Paso_timer();
         /* end of presmoothing */  
   
542           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
543           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
544                    
545           /*r=b-Ax*/           /*r=b-Ax*/
546           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
547            
548          /* b->[b_F,b_C]     */          /* b_c <- R*r  */
549          if (n_block==1) {           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(1.,amg->R,r,0.,amg->b_C);
            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n_F;++i) amg->b_F[i]=r[amg->rows_in_F[i]];    
           #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];  
         }  
   
         /* x_F=invA_FF*b_F  */  
         Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);  
550                    
551          /* b_C=b_C-A_CF*x_F */          time0=Paso_timer()-time0;
552          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_CF,amg->x_F,1.,amg->b_C);          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Before next level: %e\n",time0);
553                    
554          /* x_C=AMG(b_C)     */          /* x_C=AMG(b_C)     */
555          Paso_Solver_solveAMG(amg->AMG_of_Schur,amg->x_C,amg->b_C);          Paso_Solver_solveAMG(amg->AMG_of_Coarse,amg->x_C,amg->b_C);
556                    
557          /* b_F=b_F-A_FC*x_C */          time0=Paso_timer();
         Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_FC,amg->x_C,1.,amg->b_F);  
         /* x_F=invA_FF*b_F  */  
         Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(n_block,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);  
         /* x<-[x_F,x_C]     */  
558                    
559          if (n_block==1) {          /* x_0 <- P*x_c */
560             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(1.,amg->P,amg->x_C,0.,x0);
561             for (i=0;i<amg->n;++i) {          
562                if (amg->mask_C[i]>-1) {          /* x=x+x0 */
563                    x[i]+=amg->x_C[amg->mask_C[i]];          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
564                } else {          for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];
565                    x[i]+=amg->x_F[amg->mask_F[i]];          
566                }        /*postsmoothing*/
            }  
         } else {  
            #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)  
            for (i=0;i<amg->n;++i) {  
                  if (amg->mask_C[i]>-1) {  
                      for (k=0;k<n_block;k++) x[n_block*i+k]+=amg->x_C[n_block*amg->mask_C[i]+k];  
                  } else {  
                      for (k=0;k<n_block;k++) x[n_block*i+k]+=amg->x_F[n_block*amg->mask_F[i]+k];  
                  }  
            }  
         }  
567    
568       /*postsmoothing*/        time0=Paso_timer();
569       Paso_Solver_solveGS1(GS,x,b);        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
570       if (GS->sweeps>1) {        for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
571          
572          /*r=b-Ax */
573          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
574          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);
575          
576          
577          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
578          for (i=0;i<amg->n;++i)  {
579           x[i]+=x0[i];
580          }
581            /***************/
582            while(post_sweeps>1) {
583              
584             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
585             for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bold[i]=b[i];             for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
586                        
587             while(GS->sweeps>1) {             Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
588                 #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)             Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);
589                 for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bnew[i]=bold[i]+b[i];             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
590                  /* Compute the residual b=b-Ax*/              for (i=0;i<amg->n;++i)  {
591                 Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(DBLE(-1), amg->A, x, DBLE(1), bnew);               x[i]+=x0[i];
592                 /* Go round again*/              }
593                 Paso_Solver_solveGS(GS,x,bnew);             post_sweeps-=1;
594                 #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          }
595                 for (i=0;i<GS->n*GS->n_block;++i) bold[i]=bnew[i];          /**************/
596                 GS->sweeps=GS->sweeps-1;        
597             }        time0=Paso_timer()-time0;
598             }        if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Postsmoothing: %e\n",time0);
599       /*end of postsmoothing*/  
600          /*end of postsmoothing*/
601            
      Paso_Solver_GS_free(GS);  
602       }       }
603       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
604       MEMFREE(bold);       MEMFREE(x0);
      MEMFREE(bnew);  
     return;  
 }  
605    
606  /*       return;
607   * $Log$  }
  *  
  */  

Legend:
Removed from v.1931  
changed lines
  Added in v.2816

  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.26