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# Line 51  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM Line 51  void Paso_Solver_AMG_free(Paso_Solver_AM
51          MEMFREE(in->b_F);          MEMFREE(in->b_F);
52          MEMFREE(in->x_C);          MEMFREE(in->x_C);
53          MEMFREE(in->b_C);          MEMFREE(in->b_C);
54            #ifdef MKL
55            #else
56               #ifdef UMFPACK
57               Paso_UMFPACK1_free((Paso_UMFPACK_Handler*)(in->solver));
58               #endif
59            #endif
60            in->solver=NULL;
61            MEMFREE(in->b_C);
62          MEMFREE(in);          MEMFREE(in);
63       }       }
64  }  }
# Line 96  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 104  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
104       Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires row block size 1.");       Paso_setError(TYPE_ERROR,"Paso_Solver_getAMG: AMG requires row block size 1.");
105       return NULL;       return NULL;
106    }    }
107        out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);
108    /* identify independend set of rows/columns */    /* identify independend set of rows/columns */
109    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);    mis_marker=TMPMEMALLOC(n,index_t);
110    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);    counter=TMPMEMALLOC(n,index_t);
111    out=MEMALLOC(1,Paso_Solver_AMG);    if ( !( Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(counter) || Paso_checkPtr(out)) ) {
112    out->AMG_of_Schur=NULL;       out->AMG_of_Schur=NULL;
113    out->inv_A_FF=NULL;       out->inv_A_FF=NULL;
114    out->A_FF_pivot=NULL;       out->A_FF_pivot=NULL;
115    out->A_FC=NULL;       out->A_FC=NULL;
116    out->A_CF=NULL;       out->A_CF=NULL;
117    out->rows_in_F=NULL;       out->rows_in_F=NULL;
118    out->rows_in_C=NULL;       out->rows_in_C=NULL;
119    out->mask_F=NULL;       out->mask_F=NULL;
120    out->mask_C=NULL;       out->mask_C=NULL;
121    out->x_F=NULL;       out->x_F=NULL;
122    out->b_F=NULL;       out->b_F=NULL;
123    out->x_C=NULL;       out->x_C=NULL;
124    out->b_C=NULL;       out->b_C=NULL;
125    out->GS=NULL;       out->GS=NULL;
126    out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);       out->A=Paso_SparseMatrix_getReference(A_p);
127    /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/       out->GS=NULL;
128    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);       out->solver=NULL;
129    out->level=level;       /*out->GS=Paso_Solver_getGS(A_p,verbose);*/
130         out->level=level;
131        
132    if (level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size)       if (level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size) {
133      out->coarsest_level=TRUE;           out->coarsest_level=TRUE;
134    else           #ifdef MKL
135      out->coarsest_level=FALSE;           #else
136                #ifdef UMFPACK
137                #else
138                    out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
139                #endif
140             #endif
141         } else {
142             out->coarsest_level=FALSE;
143             out->GS=Paso_Solver_getJacobi(A_p);
144    
145    if ( !(Paso_checkPtr(mis_marker) || Paso_checkPtr(out) || Paso_checkPtr(counter) || level==0 || n<=options->min_coarse_matrix_size) ) {           /* identify independend set of rows/columns */
146       /* identify independend set of rows/columns */           #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
147       #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)           for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;
      for (i=0;i<n;++i) mis_marker[i]=-1;  
       
      if (options->coarsening_method == PASO_YAIR_SHAPIRA_COARSENING) {  
       Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);  
      }  
      else if (options->coarsening_method == PASO_RUGE_STUEBEN_COARSENING) {  
       Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);  
      }  
      else if (options->coarsening_method == PASO_AGGREGATION_COARSENING) {  
       Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);  
      }  
      else {  
       /*Default coarseneing*/  
       Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);  
      }  
148    
149      if (Paso_noError()) {           if (options->coarsening_method == PASO_YAIR_SHAPIRA_COARSENING) {
150          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                Paso_Pattern_coup(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
151          for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];           }
152          out->n=n;           else if (options->coarsening_method == PASO_RUGE_STUEBEN_COARSENING) {
153          out->n_block=n_block;                Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
154          out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);           }
155          out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);           else if (options->coarsening_method == PASO_AGGREGATION_COARSENING) {
156          out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);               Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
157          out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);          }
158          out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */          else {
159          if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {             /*Default coarseneing*/
160               /* Paso_Pattern_RS(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold); */
161    
162                 Paso_Pattern_Aggregiation(A_p,mis_marker,options->coarsening_threshold);
163            }
164        
165            if (Paso_noError()) {
166               #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
167               for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=mis_marker[i];
168    
169               out->n=n;
170               out->n_block=n_block;
171               out->n_F=Paso_Util_cumsum(n,counter);
172               out->mask_F=MEMALLOC(n,index_t);
173               out->rows_in_F=MEMALLOC(out->n_F,index_t);
174               out->inv_A_FF=MEMALLOC(n_block*n_block*out->n_F,double);
175               out->A_FF_pivot=NULL; /* later use for block size>3 */
176               if (! (Paso_checkPtr(out->mask_F) || Paso_checkPtr(out->inv_A_FF) || Paso_checkPtr(out->rows_in_F) ) ) {
177                /* creates an index for F from mask */                /* creates an index for F from mask */
178                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
179                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) out->rows_in_F[i]=-1;
# Line 172  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 191  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
191                #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,S) schedule(static)                #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,S) schedule(static)
192                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {                for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
193                  S=0;                  S=0;
194    printf("%d : %d -> ",i, out->rows_in_F[i]);
195                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {                  for (iPtr=A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i]];iPtr<A_p->pattern->ptr[out->rows_in_F[i] + 1]; ++iPtr) {
196                   j=A_p->pattern->index[iPtr];                   j=A_p->pattern->index[iPtr];
197    if (j==out->rows_in_F[i]) printf("%e",A_p->val[iPtr]);
198                   if (mis_marker[j])                   if (mis_marker[j])
199                       S+=A_p->val[iPtr];                       S+=A_p->val[iPtr];
200                  }                  }
201    printf("-> %e\n",S);
202                  out->inv_A_FF[i]=1./S;                  out->inv_A_FF[i]=1./S;
203                }                }
204               }
205            }
206    
207             if( Paso_noError()) {          if ( Paso_noError()) {
208                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */                /* if there are no nodes in the coarse level there is no more work to do */
209                out->n_C=n-out->n_F;                out->n_C=n-out->n_F;
210                              
211                 /*if (out->n_F>500) {*/               /*if (out->n_F>500) */
212                     out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);                out->rows_in_C=MEMALLOC(out->n_C,index_t);
213                     out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);                out->mask_C=MEMALLOC(n,index_t);
214                     if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {                if (! (Paso_checkPtr(out->mask_C) || Paso_checkPtr(out->rows_in_C) ) ) {
215                         /* creates an index for C from mask */                     /* creates an index for C from mask */
216                         #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                     #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
217                         for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];                     for (i = 0; i < n; ++i) counter[i]=! mis_marker[i];
218                         Paso_Util_cumsum(n,counter);                     Paso_Util_cumsum(n,counter);
219                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                     #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
220                            for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;                     for (i = 0; i < out->n_C; ++i) out->rows_in_C[i]=-1;
221                            #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)                     #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
222                            for (i = 0; i < n; ++i) {                     for (i = 0; i < n; ++i) {
223                               if  (! mis_marker[i]) {                              if  (! mis_marker[i]) {
224                                  out->rows_in_C[counter[i]]=i;                                  out->rows_in_C[counter[i]]=i;
225                                  out->mask_C[i]=counter[i];                                  out->mask_C[i]=counter[i];
226                               } else {                               } else {
227                                  out->mask_C[i]=-1;                                  out->mask_C[i]=-1;
228                               }                               }
229                            }                     }
230                        /* get A_CF block: */                }
231                        out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);          }
232                        if (Paso_noError()) {          if ( Paso_noError()) {
233                           /* get A_FC block: */                  /* get A_CF block: */
234                           out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);                  out->A_CF=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_F,out->rows_in_C,out->mask_F);
235                           /* get A_CC block: */                  /* get A_FC block: */
236                           if (Paso_noError()) {                  out->A_FC=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_F,out->n_C,out->rows_in_F,out->mask_C);
237                              schur=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_C,out->rows_in_C,out->mask_C);                  /* get A_CC block: */
238                              /*find the pattern of the schur complement with fill in*/                  schur=Paso_SparseMatrix_getSubmatrix(A_p,out->n_C,out->n_C,out->rows_in_C,out->mask_C);
239        
240                              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);          }
241                              /* copy values over*/          if ( Paso_noError()) {
242                              #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,iPtr_s,index,where_p) schedule(static)                 /*find the pattern of the schur complement with fill in*/
243                              for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {      
244                                for (iPtr=schur_withFillIn->pattern->ptr[i];iPtr<schur_withFillIn->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {                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, TRUE);
245                                  j=schur_withFillIn->pattern->index[iPtr];          }
246                                  iPtr_s=schur->pattern->ptr[i];          if ( Paso_noError()) {
247                                  schur_withFillIn->val[iPtr]=0.;                /* copy values over*/
248                                  index=&(schur->pattern->index[iPtr_s]);                #pragma omp parallel for private(i,iPtr,j,iPtr_s,index,where_p) schedule(static)
249                                  where_p=(index_t*)bsearch(&j,                for (i = 0; i < schur_withFillIn->numRows; ++i) {
250                    for (iPtr=schur_withFillIn->pattern->ptr[i];iPtr<schur_withFillIn->pattern->ptr[i + 1]; ++iPtr) {
251                       j=schur_withFillIn->pattern->index[iPtr];
252                       iPtr_s=schur->pattern->ptr[i];
253                       schur_withFillIn->val[iPtr]=0.;
254                       index=&(schur->pattern->index[iPtr_s]);
255                       where_p=(index_t*)bsearch(&j,
256                                          index,                                          index,
257                                          schur->pattern->ptr[i + 1]-schur->pattern->ptr[i],                                          schur->pattern->ptr[i + 1]-schur->pattern->ptr[i],
258                                          sizeof(index_t),                                          sizeof(index_t),
259                                          Paso_comparIndex);                                          Paso_comparIndex);
260                                  if (where_p!=NULL) {                     if (where_p!=NULL) {
261                                      schur_withFillIn->val[iPtr]=schur->val[iPtr_s+(index_t)(where_p-index)];                            schur_withFillIn->val[iPtr]=schur->val[iPtr_s+(index_t)(where_p-index)];
262                                  }                     }
                               }  
                             }                                  
                             if (Paso_noError()) {  
                                 Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);  
                                 out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,level-1,options);  
                                 Paso_SparseMatrix_free(schur);  
                             }  
                             /* 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.;  
                                         }  
                                     }  
                               }  
                             }  
                          }  
                      }  
263                   }                   }
264                                }
265             }                Paso_Solver_updateIncompleteSchurComplement(schur_withFillIn,out->A_CF,out->inv_A_FF,out->A_FF_pivot,out->A_FC);
266                  out->AMG_of_Schur=Paso_Solver_getAMG(schur_withFillIn,level-1,options);
267            }
268            /* allocate work arrays for AMG application */
269            if (Paso_noError()) {
270                       out->x_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
271                       out->b_F=MEMALLOC(n_block*out->n_F,double);
272                       out->x_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
273                       out->b_C=MEMALLOC(n_block*out->n_C,double);
274    
275                       if (! (Paso_checkPtr(out->x_F) || Paso_checkPtr(out->b_F) || Paso_checkPtr(out->x_C) || Paso_checkPtr(out->b_C) ) ) {
276                           #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)
277                           for (i = 0; i < out->n_F; ++i) {
278                                for (k=0; k<n_block;++k) {
279                                       out->x_F[i*n_block+k]=0.;
280                                       out->b_F[i*n_block+k]=0.;
281                                }
282                            }
283                            #pragma omp parallel for private(i,k) schedule(static)
284                            for (i = 0; i < out->n_C; ++i) {
285                               for (k=0; k<n_block;++k) {
286                                   out->x_C[i*n_block+k]=0.;
287                                   out->b_C[i*n_block+k]=0.;
288                               }
289                            }
290                       }
291          }          }
292       }       }
293    }    }
294    TMPMEMFREE(mis_marker);    TMPMEMFREE(mis_marker);
295    TMPMEMFREE(counter);    TMPMEMFREE(counter);
296      Paso_SparseMatrix_free(schur);
297      Paso_SparseMatrix_free(schur_withFillIn);
298    if (Paso_noError()) {    if (Paso_noError()) {
299        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {        if (verbose && level>0 && !out->coarsest_level) {
300           printf("AMG: %d unknowns eliminated. %d left.\n",out->n_F,out->n_C);           printf("AMG: level: %d: %d unknowns eliminated. %d left.\n",level, out->n_F,out->n_C);
301       }       }
302       return out;       return out;
303    } else  {    } else  {
# Line 308  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso Line 332  Paso_Solver_AMG* Paso_Solver_getAMG(Paso
332    
333  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AMG * amg, double * x, double * b) {
334       dim_t i;       dim_t i;
      double *r=MEMALLOC(amg->n,double);  
      double *x0=MEMALLOC(amg->n,double);  
335       double time0=0;       double time0=0;
336         double *r=NULL, *x0=NULL;
337       bool_t verbose=0;       bool_t verbose=0;
       
338       #ifdef MKL       #ifdef MKL
339       Paso_SparseMatrix *temp=NULL;          Paso_SparseMatrix *temp=NULL;
340         #else
341            #ifdef UMFPACK
342               Paso_UMFPACK_Handler * ptr=NULL;
343            #endif
344       #endif       #endif
345             r=MEMALLOC(amg->n,double);
346         x0=MEMALLOC(amg->n,double);
347            
348       if (amg->coarsest_level) {       if (amg->coarsest_level) {
349                
350        time0=Paso_timer();        time0=Paso_timer();
351         #ifdef MKL         #ifdef MKL
352          temp=Paso_SparseMatrix_alloc(MATRIX_FORMAT_BLK1 + MATRIX_FORMAT_OFFSET1, amg->A->pattern,1,1);          temp=Paso_SparseMatrix_alloc(MATRIX_FORMAT_BLK1 + MATRIX_FORMAT_OFFSET1, amg->A->pattern,1,1, FALSE);
353          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)          #pragma omp parallel for private(i) schedule(static)
354          for (i=0;i<amg->A->len;++i) {          for (i=0;i<amg->A->len;++i) {
355               temp->val[i]=amg->A->val[i];               temp->val[i]=amg->A->val[i];
# Line 330  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 357  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
357          Paso_MKL1(temp,x,b,0);          Paso_MKL1(temp,x,b,0);
358          Paso_SparseMatrix_free(temp);          Paso_SparseMatrix_free(temp);
359         #else         #else
360          #ifdef UMFPACK            #ifdef UMFPACK
361           Paso_UMFPACK1(amg->A,x,b,0);               ptr=(Paso_UMFPACK_Handler *)(amg->solver);
362          #else               Paso_UMFPACK1(&ptr,amg->A,x,b,0);
363          Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);               amg->solver=(void*) ptr;
364          #endif            #else
365                 Paso_Solver_solveJacobi(amg->GS,x,b);
366              #endif
367         #endif         #endif
         
368         time0=Paso_timer()-time0;         time0=Paso_timer()-time0;
369         if (verbose) fprintf(stderr,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n\n\n",time0);         if (verbose) fprintf(stderr,"timing: DIRECT SOLVER: %e\n\n\n",time0);
370                
# Line 414  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM Line 442  void Paso_Solver_solveAMG(Paso_Solver_AM
442       }       }
443       MEMFREE(r);       MEMFREE(r);
444       MEMFREE(x0);       MEMFREE(x0);
445      return;       return;
446  }  }
   
 /*  
  * $Log$  
  *  
  */  

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