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revision 2360 by artak, Thu Apr 2 04:12:12 2009 UTC revision 2802 by artak, Thu Dec 3 01:51:55 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      /*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->GS=NULL;       out->x_C=NULL;
163    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);       out->b_C=NULL;
164    /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/       out->GS=NULL;
165    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);       out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
166    /*out->GS->sweeps=2;*/       out->GS=NULL;
167    out->level=level;       out->solver=NULL;
168           /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/
169    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) ) ) {       out->level=level;
170       /* identify independend set of rows/columns */       out->n=n;
171       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)       out->n_F=n+1;
172       for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;       out->n_block=n_block;
173       Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker,couplingParam);      
174       if (Paso_noError()) {       sparsity=(A_p->len*1.)/(1.*A_p->numRows*A_p->numCols);
175        
176         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);
177        
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_Aggressive(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
224                Paso_Pattern_RS_MI(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
225                /*Paso_Pattern_YS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
226                /*Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
227                /*Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);*/
228                
229            }
230            
231            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Profilining for level %d:\n",level);
232            
233            time0=Paso_timer()-time0;
234            if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Coarsening: %e\n",time0);
235    
236          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
237          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
238          out->n=n;          
         out->n_block=n_block;  
239          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
240          out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);          
241          out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);          if (out->n_F==0) {
242          out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);             out->coarsest_level=TRUE;
243          out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */             level=0;
244          if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {             if (verbose) {
245                /* creates an index for F from mask */                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
246                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                 printf("AMG coarsening does not eliminate any of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
247                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;             }
248                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          }
249                for (i = 0; i < n; ++i) {          else if (out->n_F==n) {
250                   if  (mis_marker[i]) {            out->coarsest_level=TRUE;
251                          out->rows_in_F[counter[i]]=i;             level=0;
252                          out->mask_F[i]=counter[i];             if (verbose) {
253                   } else {                 /*printf("AMG coarsening eliminates all unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");*/
254                          out->mask_F[i]=-1;                 printf("AMG coarsening eliminates all of the unknowns, switching to Jacobi preconditioner.\n");
255              
256                }
257            } else {
258        
259                  if (Paso_noError()) {
260                    
261                     /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
262                     for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
263                     out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
264                     */
265                    
266                     out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);
267                     out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);
268                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {
269                        /* creates an index for F from mask */
270                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
271                        for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;
272                        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
273                        for (i = 0; i < n; ++i) {
274                           if  (mis_marker[i]) {
275                                  out->rows_in_F[counter[i]]=i;
276                                  out->mask_F[i]=counter[i];
277                           } else {
278                                  out->mask_F[i]=-1;
279                           }
280                        }
281                        
282                   }                   }
283                }                }
284                                
285                /* Compute row-sum for getting rs(A_FF)^-1*/                 /*if(level==1) {
286                #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,S) schedule(static)                     printf("##TOTAL: %d, ELIMINATED: %d\n",n,out->n_F);
287                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                     for (i = 0; i < n; ++i) {
288                  S=0;                      printf("##%d %d\n",i,mis_marker[i]);
289                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {                     }
290                   j=A_p->pattern->index[iPtr];                   }
291                   if (mis_marker[j])                 */
292                       S+=A_p->val[iPtr];                /*check whether coarsening process actually makes sense to continue.
293                  if coarse matrix at least smaller by 30% then continue, otherwise we stop.*/
294                  if ((out->n_F*100/n)<30) {
295                        level=1;
296                  }                  }
297                     out->inv_A_FF[i]=1./S;              
298                  if ( Paso_noError()) {
299                        out->n_C=n-out->n_F;
300                        out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
301                        out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
302                        if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {
303                             /* creates an index for C from mask */
304                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
305                             for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];
306                             Paso_Util_cumsum(n,counter);
307                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
308                             for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;
309                             #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
310                             for (i = 0; i < n; ++i) {
311                                      if  (! mis_marker[i]) {
312                                          out->rows_in_C[counter[i]]=i;
313                                          out->mask_C[i]=counter[i];
314                                       } else {
315                                          out->mask_C[i]=-1;
316                                       }
317                             }
318                        }
319                  }
320                  if ( Paso_noError()) {
321                          /* get A_FF block: */
322                          /*
323                           out->A_FF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_F,out->rows_in_F,out->mask_F);
324                          out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);
325                          out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
326                          */
327                          
328                          /*Compute W_FC*/
329                          /*initialy W_FC=A_FC*/
330                          out->W_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
331                          
332                          /*sprintf(filename,"W_FCbefore_%d",level);
333                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
334                          */
335                          /* for (i = 0; i < n; ++i) {
336                                      printf("##mis_marker[%d]=%d\n",i,mis_marker[i]);
337                           }
338                          */                    
339                          time0=Paso_timer();
340                          Paso_SparseMatrix_updateWeights(A_p,out->W_FC,mis_marker);
341                          time0=Paso_timer()-time0;
342                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: updateWeights: %e\n",time0);
343            
344                          
345                          /*sprintf(filename,"W_FCafter_%d",level);
346                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->W_FC,filename);
347                          */
348                          
349                          /* get Prolongation and Restriction */
350                          time0=Paso_timer();
351                          out->P=Paso_SparseMatrix_getProlongation(out->W_FC,mis_marker);
352                          time0=Paso_timer()-time0;
353                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getProlongation: %e\n",time0);
354                          
355                          
356                          
357                          /* sprintf(filename,"P_%d",level);
358                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->P,filename);
359                          */
360                          
361                          time0=Paso_timer();
362                          out->R=Paso_SparseMatrix_getRestriction(out->P);
363                          time0=Paso_timer()-time0;
364                          if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getRestriction: %e\n",time0);
365                          
366                          
367                          /*sprintf(filename,"R_%d",level);
368                          Paso_SparseMatrix_saveMM(out->R,filename);
369                          */
370                        
371                  }
372                  if ( Paso_noError()) {
373                        
374                        time0=Paso_timer();
375                        
376                        Atemp=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(A_p,out->P);
377                        A_c=Paso_SparseMatrix_MatrixMatrix(out->R,Atemp);
378                        
379                        Paso_SparseMatrix_free(Atemp);
380                        
381                        /*A_c=Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_p,out->R,out->P);*/
382                        time0=Paso_timer()-time0;
383                        if (verbose) fprintf(stdout,"timing: getCoarseMatrix: %e\n",time0);
384                        
385                                            
386                        /*Paso_Solver_getCoarseMatrix(A_c, A_p,out->R,out->P);*/
387                        
388                        
389                        /*sprintf(filename,"A_C_%d",level);
390                        Paso_SparseMatrix_saveMM(A_c,filename);
391                        */
392                        
393                        out->AMG_of_Coarse=Paso_Solver_getAMG(A_c,level-1,options);
394                }                }
395    
396             if( Paso_noError()) {                /* allocate work arrays for AMG application */
397                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                if (Paso_noError()) {
398                out->n_C=n-out->n_F;                           /*
399                if (level>0 && out->n_F>500) {                            out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
400                 /*if (out->n_F>500) {*/                           out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
401                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                           */
402                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);                           out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
403                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {                           out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
404                         /* creates an index for C from mask */        
405                         #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) ) ) {*/
406                         for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];                           if ( ! ( Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {
407                         Paso_Util_cumsum(n,counter);                              
408                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                               /*
409                            for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
410                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                               for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
411                            for (i = 0; i < n; ++i) {                                           out->x_F[i]=0.;
412                               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)];  
                                 }  
413                                }                                }
414                              }                               */
415                                                                
416                              if (Paso_noError()) {                                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
417                                  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) {
418                                  out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,verbose,level-1,couplingParam);                                       out->x_C[i]=0.;
419                                  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.;  
                                         }  
                                     }  
420                                }                                }
                             }  
421                           }                           }
                      }  
                  }  
422                }                }
423             }              Paso_SparseMatrix_free(A_c);
424          }           }
425       }       }
426    }    }
427    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
428    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
429    
430    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
431        if (verbose) {        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {
432           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);  
          }  
433       }       }
434       return out;       return out;
435    } else  {    } else  {
# Line 267  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 444  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
444    
445       in fact it solves       in fact it solves
446    
447    [      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]
448    [ 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]
449    
450   in the form   in the form
# Line 287  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 464  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
464    
465  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {
466       dim_t i;       dim_t i;
      double *r=MEMALLOC(amg->n,double);  
      /*Paso_Solver_GS* GS=NULL;*/  
      double *x0=MEMALLOC(amg->n,double);  
467       double time0=0;       double time0=0;
468         double *r=NULL, *x0=NULL;
469         bool_t verbose=0;
470        
471         #ifdef UMFPACK
472              Paso_UMFPACK_Handler * ptr=NULL;
473         #endif
474        
475              
476         r=MEMALLOC(amg->n,double);
477         x0=MEMALLOC(amg->n,double);
478            
479       if (amg->level==0  || amg->n_F<=500) {       if (amg->coarsest_level) {
480       /*if (amg->n_F<=500) {*/        
481        time0=Paso_timer();        time0=Paso_timer();
482                  /*If all unknown are eliminated then Jacobi is the best preconditioner*/
483          /*Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);*/
484          
485          if (amg->n_F==0 || amg->n_F==amg->n) {
486          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
487                  }
488          /* #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)         else {
489          for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];         #ifdef MKL
490          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);            Paso_MKL1(amg->AOffset1,x,b,verbose);
491          Paso_Solver_solveGS(amg->GS,x0,r);         #else
492          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)            #ifdef UMFPACK
493          for (i=0;i<amg->n;++i) {               ptr=(Paso_UMFPACK_Handler *)(amg->solver);
494           x[i]+=x0[i];               Paso_UMFPACK1(&ptr,amg->A,x,b,verbose);
495          }               amg->solver=(void*) ptr;
496          */            #else      
497          /*Paso_UMFPACK1(amg->A,x,b,0);*/               Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
498             #endif
499           #endif
500           }
501          
502         time0=Paso_timer()-time0;         time0=Paso_timer()-time0;
503         /*fprintf(stderr,"timing: DIRECT SOLVER: %e/\n",time0);*/         if (verbose) fprintf(stdout,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n",time0);
504          
505       } else {       } else {
       
506          /* presmoothing */          /* presmoothing */
507             time0=Paso_timer();
508           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);           Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
509           /*           time0=Paso_timer()-time0;
510           #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];  
           }  
           */  
511          /* end of presmoothing */          /* end of presmoothing */
512                    
513            
514             time0=Paso_timer();
515           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
516           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];           for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];
517                    
518           /*r=b-Ax*/           /*r=b-Ax*/
519           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);           Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);
520                  
521          /* b->[b_F,b_C]     */          
522          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          /* b_c <- R*r  */
523          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);  
524                    
525          /* b_C=b_C-A_CF*x_F */          time0=Paso_timer()-time0;
526          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);
527                    
528          /* x_C=AMG(b_C)     */          /* x_C=AMG(b_C)     */
529          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);
530                    
531          /* b_F=b_F-A_FC*x_C */          time0=Paso_timer();
532          Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A_FC,amg->x_C,1.,amg->b_F);          
533          /* x_F=invA_FF*b_F  */          /* x_0 <- P*x_c */
534          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);
535          /* x<-[x_F,x_C]     */          
536            /* x=x+x0 */
537          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
538          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]];  
             }  
         }  
539                    
540       /*postsmoothing*/        /*postsmoothing*/
541          time0=Paso_timer();
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       Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);        Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x0,r);
548              
549       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        
550       for (i=0;i<amg->n;++i) x[i]+=x0[i];        #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
551              for (i=0;i<amg->n;++i)  {
552               x[i]+=x0[i];
553       /*#pragma omp parallel for private(i) schedule(static)        }
554       for (i=0;i<amg->n;++i) r[i]=b[i];        
555          time0=Paso_timer()-time0;
556       Paso_SparseMatrix_MatrixVector_CSR_OFFSET0(-1.,amg->A,x,1.,r);        if (verbose) fprintf(stdout,"timing: Postsmoothing: %e\n",time0);
557       Paso_Solver_solveGS(amg->GS,x0,r);  
558              /*end of postsmoothing*/
      #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)  
      for (i=0;i<amg->n;++i) {  
       x[i]+=x0[i];  
      }  
      */  
      /*end of postsmoothing*/  
559            
560       }       }
561       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
562       MEMFREE(x0);       MEMFREE(x0);
     return;  
 }  
563    
564  /*       return;
565   * $Log$  }
  *  
  */  

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