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revision 2360 by artak, Thu Apr 2 04:12:12 2009 UTC revision 2784 by artak, Thu Nov 26 05:09:14 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) {
         Paso_Solver_AMG_free(in->AMG_of_Schur);  
54          Paso_Solver_Jacobi_free(in->GS);          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 48  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 71  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, double couplingParam) {  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;    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=0,time1=0,time2=0,S=0;    Paso_SparseMatrix * Atemp=NULL;
122    /*Paso_Pattern* test;*/    double sparsity=0;
123        
124      /*
125      double *temp,*temp_1;
126      double S;
127      index_t iptr;
128      */
129      verbose=1;
130      /*char filename[8];*/
131      /*sprintf(filename,"AMGLevel%d",level);
132      
133      Paso_SparseMatrix_saveMM(A_p,filename);
134      */
135      
136      /*Make sure we have block sizes 1*/
137      if (A_p->col_block_size>1) {
138         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires column block size 1.");
139         return NULL;
140      }
141      if (A_p->row_block_size>1) {
142         Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires row block size 1.");
143         return NULL;
144      }
145      out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);
146    /* identify independend set of rows/columns */    /* identify independend set of rows/columns */
147    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);
148    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);
149    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);    if ( !( Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(counter) || Paso_checkPtr(out)) ) {
150    out->AMG_of_Schur=NULL;       out->AMG_of_Coarse=NULL;
151    out->inv_A_FF=NULL;       out->A_FF=NULL;
152    out->A_FF_pivot=NULL;       out->A_FC=NULL;
153    out->A_FC=NULL;       out->A_CF=NULL;
154    out->A_CF=NULL;       out->W_FC=NULL;
155    out->rows_in_F=NULL;       out->P=NULL;
156    out->rows_in_C=NULL;       out->R=NULL;
157    out->mask_F=NULL;       out->rows_in_F=NULL;
158    out->mask_C=NULL;       out->rows_in_C=NULL;
159    out->x_F=NULL;       out->mask_F=NULL;
160    out->b_F=NULL;       out->mask_C=NULL;
161    out->x_C=NULL;       out->x_F=NULL;
162    out->b_C=NULL;       out->b_F=NULL;
163    out->GS=NULL;       out->x_C=NULL;
164    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);       out->b_C=NULL;
165    /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/       out->GS=NULL;
166    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);       out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
167    /*out->GS->sweeps=2;*/       out->GS=NULL;
168    out->level=level;       out->solver=NULL;
169           /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/
170    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {       out->level=level;
171       /* identify independend set of rows/columns */       out->n=n;
172       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)       out->n_F=n+1;
173       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;       out->n_block=n_block;
174       Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker,couplingParam);      
175       if (Paso_noError()) {       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        if(sparsity>0.01) {
180          level=0;
181         }
182        
183        
184         if (level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size) {
185             out->coarsest_level=TRUE;
186             /*out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);*/
187            
188             #ifdef MKL
189                      out->AOffset1=Paso_SparseMatrix_alloc(MATRIX_FORMAT_BLK1 + MATRIX_FORMAT_OFFSET1, out->A->pattern,1,1, FALSE);
190                      #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
191                      for (i=0;i<out->A->len;++i) {
192                           out->AOffset1->val[i]=out->A->val[i];
193                      }
194             #else
195                #ifdef UMFPACK
196                #else
197                    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
198                #endif
199             #endif
200            
201         } else {
202             out->coarsest_level=FALSE;
203             out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
204    
205             /* identify independend set of rows/columns */
206             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
207             for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;
208    
209              /*mesuring coarsening time */
210              time0=Paso_timer();
211              
212             if (options->coarsening_method == PASO_YAIR_SHAPIRA_COARSENING) {
213                  Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
214             }
215             else if (options->coarsening_method == PASO_RUGE_STUEBEN_COARSENING) {
216                  Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
217             }
218             else if (options->coarsening_method == PASO_AGGREGATION_COARSENING) {
219                 Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
220            }
221            else {
222               /*Default coarseneing*/
223                Paso_Pattern_RS_MI(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
224                /*Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
225                /*Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
226                /*Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
227                
228            }
229            
230            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Profilining for level %d:\n",level);
231            
232            time0=Paso_timer()-time0;
233            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Coarsening: %e\n",time0);
234    
235          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
236          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
237          out->n=n;          
         out->n_block=n_block;  
238          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
239          out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);          
240          out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);          if (out->n_F==0) {
241          out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);             out->coarsest_level=TRUE;
242          out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */             level=0;
243          if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {             if (verbose) {
244                /* creates an index for F from mask */                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
245                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                 printf("AMG coarsening does not eliminate any of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
246                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;             }
247                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          }
248                for (i = 0; i < n; ++i) {          else if (out->n_F==n) {
249                   if  (mis_marker[i]) {            out->coarsest_level=TRUE;
250                          out->rows_in_F[counter[i]]=i;             level=0;
251                          out->mask_F[i]=counter[i];             if (verbose) {
252                   } else {                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
253                          out->mask_F[i]=-1;                 printf("AMG coarsening eliminates all of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
254              
255                }
256            } else {
257        
258                  if (Paso_noError()) {
259                    
260                     /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
261                     for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
262                     out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
263                     */
264                    
265                     out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);
266                     out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);
267                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {
268                        /* creates an index for F from mask */
269                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
270                        for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;
271                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
272                        for (i = 0; i < n; ++i) {
273                           if  (mis_marker[i]) {
274                                  out->rows_in_F[counter[i]]=i;
275                                  out->mask_F[i]=counter[i];
276                           } else {
277                                  out->mask_F[i]=-1;
278                           }
279                        }
280                        
281                   }                   }
282                }                }
283                        
284                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)^-1*/                /*check whether coarsening process actually makes sense to continue.
285                #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,S) schedule(static)                if coarse matrix at least smaller by 30% then continue, otherwise we stop.*/
286                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                if ((out->n_F*100/n)<30) {
287                  S=0;                      level=1;
                 for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {  
                  j=A_p->pattern->index[iPtr];  
                  if (mis_marker[j])  
                      S+=A_p->val[iPtr];  
288                  }                  }
289                     out->inv_A_FF[i]=1./S;              
290                  if ( Paso_noError()) {
291                        /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */
292                        out->n_C=n-out->n_F;
293                      
294                       /*if (out->n_F>500) */
295                        out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
296                        out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
297                        if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {
298                             /* creates an index for C from mask */
299                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
300                             for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];
301                             Paso_Util_cumsum(n,counter);
302                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
303                             for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;
304                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
305                             for (i = 0; i < n; ++i) {
306                                      if  (! mis_marker[i]) {
307                                          out->rows_in_C[counter[i]]=i;
308                                          out->mask_C[i]=counter[i];
309                                       } else {
310                                          out->mask_C[i]=-1;
311                                       }
312                             }
313                        }
314                  }
315                  if ( Paso_noError()) {
316                          /* get A_FF block: */
317                          /*
318                           out->A_FF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_F,out->rows_in_F,out->mask_F);
319                          out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);
320                          out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
321                          */
322                          
323                          /*Compute W_FC*/
324                          /*initialy W_FC=A_FC*/
325                          out->W_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
326                          
327                          /*sprintf(filename,"W_FCbefore_%d",level);
328                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
329                          */
330                                                
331                          time0=Paso_timer();
332                          Paso_SparseMatrix_updateWeights(A_p,out->W_FC,mis_marker);
333                          time0=Paso_timer()-time0;
334                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: updateWeights: %e\n",time0);
335            
336                          /*
337                           printf("GOT W_FC, but n=%d,n_F=%d,n_C=%d\n",out->n,out->n_F,out->n_C);
338                          sprintf(filename,"W_FCafter_%d",level);
339                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
340                          */
341                          /* get Prolongation and Restriction */
342                          
343                          time0=Paso_timer();
344                          out->P=Paso_SparseMatrix_getProlongation(out->W_FC,mis_marker);
345                          time0=Paso_timer()-time0;
346                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getProlongation: %e\n",time0);
347                          
348                          /*
349                           printf("GOT Prolongation P->nxc %dx%d\n",out->P->numRows,out->P->numCols);
350                          sprintf(filename,"P_%d",level);
351                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->P,filename);
352                          */
353                          
354                          time0=Paso_timer();
355                          out->R=Paso_SparseMatrix_getRestriction(out->P);
356                          time0=Paso_timer()-time0;
357                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getRestriction: %e\n",time0);
358                          
359                          /*
360                          printf("GOT Restriction->cxn %dx%d\n",out->R->numRows,out->R->numCols);
361                          sprintf(filename,"R_%d",level);
362                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->R,filename);
363                          */
364                        
365                  }
366                  if ( Paso_noError()) {
367                        
368                        time0=Paso_timer();
369                        
370                        Atemp=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(A_p,out->P);
371                        A_c=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(out->R,Atemp);
372                        
373                        Paso_SparseMatrix_free(Atemp);
374                        
375                        /*A_c=Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_p,out->R,out->P);*/
376                        time0=Paso_timer()-time0;
377                        if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getCoarseMatrix: %e\n",time0);
378                        
379                                            
380                        /*Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_c, A_p,out->R,out->P);*/
381                        
382                        
383                        /*sprintf(filename,"A_C_%d",level);
384                        Paso_SparseMatrix_saveMM(A_c,filename);
385                        */
386                        
387                        out->AMG_of_Coarse=Paso_Solver_getAMG(A_c,level-1,options);
388                }                }
389    
390             if( Paso_noError()) {                /* allocate work arrays for AMG application */
391                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                if (Paso_noError()) {
392                out->n_C=n-out->n_F;                           /*
393                if (level>0 && out->n_F>500) {                            out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
394                 /*if (out->n_F>500) {*/                           out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
395                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                           */
396                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);                           out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
397                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {                           out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
398                         /* creates an index for C from mask */        
399                         #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                           /*if (! (Paso_checkPtr(out->x_F) || Paso_checkPtr(out->b_F) || Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {*/
400                         for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];                           if ( ! ( Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {
401                         Paso_Util_cumsum(n,counter);                              
402                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                               /*
403                            for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
404                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                               for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
405                            for (i = 0; i < n; ++i) {                                           out->x_F[i]=0.;
406                               if  (! mis_marker[i]) {                                           out->b_F[i]=0.;
                                 out->rows_in_C[counter[i]]=i;  
                                 out->mask_C[i]=counter[i];  
                              } else {  
                                 out->mask_C[i]=-1;  
                              }  
                           }  
                       /* 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);  
                               
                             /*fprintf(stderr,"Sparsity of Schure: %dx%d LEN %d Percentage %f\n",schur_withFillIn->pattern->numOutput,schur_withFillIn->pattern->numInput,schur_withFillIn->len,schur_withFillIn->len/(1.*schur_withFillIn->pattern->numOutput*schur_withFillIn->pattern->numInput));*/  
                               
                             /* copy values over*/  
                             #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,iPtr_s,index,where_p) 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];  
                                 iPtr_s=schur->pattern->ptr[i];  
                                 schur_withFillIn->val[iPtr]=0.;  
                                 index=&(schur->pattern->index[iPtr_s]);  
                                 where_p=(index_t*)bsearch(&j,  
                                         index,  
                                         schur->pattern->ptr[i + 1]-schur->pattern->ptr[i],  
                                         sizeof(index_t),  
                                         Paso_comparIndex);  
                                 if (where_p!=NULL) {  
                                     schur_withFillIn->val[iPtr]=schur->val[iPtr_s+(index_t)(where_p-index)];  
                                 }  
407                                }                                }
408                              }                               */
409                                                                
410                              if (Paso_noError()) {                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
411                                  Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);                                for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {
412                                  out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,verbose,level-1,couplingParam);                                       out->x_C[i]=0.;
413                                  Paso_SparseMatrix_free(schur);                                       out->b_C[i]=0.;
                             }  
                             /* 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 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 parallel 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.;  
                                         }  
                                     }  
414                                }                                }
                             }  
415                           }                           }
                      }  
                  }  
416                }                }
417             }              Paso_SparseMatrix_free(A_c);
418          }           }
419       }       }
420    }    }
421    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
422    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
423    
424    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
425        if (verbose) {        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {
426           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 (level>0 && out->n_F>500) {  
         /* if (out->n_F<500) {*/  
             printf("timing: AMG: MIS/reordering/elemination : %e/%e/%e\n",time2,time0,time1);  
          } else {  
             printf("timing: AMG: MIS: %e\n",time2);  
          }  
427       }       }
428       return out;       return out;
429    } else  {    } else  {
# Line 267  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 438  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
438    
439       in fact it solves       in fact it solves
440    
441    [      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]
442    [ 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]
443    
444   in the form   in the form
# Line 287  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 458  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
458    
459  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {
460       dim_t i;       dim_t i;
      double *r=MEMALLOC(amg->n,double);  
      /*Paso_Solver_GS* GS=NULL;*/  
      double *x0=MEMALLOC(amg->n,double);  
461       double time0=0;       double time0=0;
462         double *r=NULL, *x0=NULL;
463         bool_t verbose=0;
464        
465         #ifdef UMFPACK
466              Paso_UMFPACK_Handler * ptr=NULL;
467         #endif
468        
469              
470         r=MEMALLOC(amg->n,double);
471         x0=MEMALLOC(amg->n,double);
472            
473       if (amg->level==0  || amg->n_F<=500) {       if (amg->coarsest_level) {
474       /*if (amg->n_F<=500) {*/        
475        time0=Paso_timer();        time0=Paso_timer();
476                  /*If all unknown are eliminated then Jacobi is the best preconditioner*/
477          /*Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);*/
478          
479          if (amg->n_F==0 || amg->n_F==amg->n) {
480          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
481                  }
482          /* #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)         else {
483          for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];         #ifdef MKL
484          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);            Paso_MKL1(amg->AOffset1,x,b,verbose);
485          Paso_Solver_solveGS(amg->GS,x0,r);         #else
486          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)            #ifdef UMFPACK
487          for (i=0;i<amg->n;++i) {               ptr=(Paso_UMFPACK_Handler *)(amg->solver);
488           x[i]+=x0[i];               Paso_UMFPACK1(&ptr,amg->A,x,b,verbose);
489          }               amg->solver=(void*) ptr;
490          */            #else      
491          /*Paso_UMFPACK1(amg->A,x,b,0);*/               Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
492             #endif
493           #endif
494           }
495          
496         time0=Paso_timer()-time0;         time0=Paso_timer()-time0;
497         /*fprintf(stderr,"timing: DIRECT SOLVER: %e/\n",time0);*/         if (verbose) fprintf(stdout,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n",time0);
498          
499       } else {       } else {
       
500          /* presmoothing */          /* presmoothing */
501             time0=Paso_timer();
502           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
503           /*           time0=Paso_timer()-time0;
504           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Presmooting: %e\n",time0);
          for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];  
   
           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);  
           Paso_Solver_solveGS(amg->GS,x0,r);  
             
           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)  
           for (i=0;i<amg->n;++i) {  
            x[i]+=x0[i];  
           }  
           */  
505          /* end of presmoothing */          /* end of presmoothing */
506                    
507            
508             time0=Paso_timer();
509           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
510           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
511                    
512           /*r=b-Ax*/           /*r=b-Ax*/
513           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
514                  
515          /* b->[b_F,b_C]     */          
516          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          /* b_c <- R*r  */
517          for (i=0;i<amg->n_F;++i) amg->b_F[i]=r[amg->rows_in_F[i]];           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_C;++i) amg->b_C[i]=r[amg->rows_in_C[i]];  
   
         /* x_F=invA_FF*b_F  */  
         Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(1,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);  
518                    
519          /* b_C=b_C-A_CF*x_F */          time0=Paso_timer()-time0;
520          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);
521                    
522          /* x_C=AMG(b_C)     */          /* x_C=AMG(b_C)     */
523          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);
524                    
525          /* b_F=b_F-A_FC*x_C */          time0=Paso_timer();
526          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_FC,amg->x_C,1.,amg->b_F);          
527          /* x_F=invA_FF*b_F  */          /* x_0 <- P*x_c */
528          Paso_Solver_applyBlockDiagonalMatrix(1,amg->n_F,amg->inv_A_FF,amg->A_FF_pivot,amg->x_F,amg->b_F);          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(1.,amg->P,amg->x_C,0.,x0);
529          /* x<-[x_F,x_C]     */          
530            /* x=x+x0 */
531          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
532          for (i=0;i<amg->n;++i) {          for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];
             if (amg->mask_C[i]>-1) {  
                  x[i]=amg->x_C[amg->mask_C[i]];  
             } else {  
                  x[i]=amg->x_F[amg->mask_F[i]];  
             }  
         }  
533                    
534       /*postsmoothing*/        /*postsmoothing*/
535          time0=Paso_timer();
536       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
537       for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];        for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
538              
539       /*r=b-Ax*/        /*r=b-Ax */
540       Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);        Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
541       Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);        Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);
542              
543       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        
544       for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
545              for (i=0;i<amg->n;++i)  {
546               x[i]+=x0[i];
547       /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)         /*printf("x[%d]=%e \n",i,x[i]);*/
548       for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];        }
549          
550       Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);        time0=Paso_timer()-time0;
551       Paso_Solver_solveGS(amg->GS,x0,r);        if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Postsmoothing: %e\n",time0);
552        
553       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        /*end of postsmoothing*/
      for (i=0;i<amg->n;++i) {  
       x[i]+=x0[i];  
      }  
      */  
      /*end of postsmoothing*/  
554            
555       }       }
556       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
557       MEMFREE(x0);       MEMFREE(x0);
     return;  
 }  
558    
559  /*       return;
560   * $Log$  }
  *  
  */  

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