| 1 | /*!\file: Matrix.h
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|---|
| 2 | * \brief wrapper to matrix objects. The goal is to control which API (PETSc,Scalpack, Plapack?)
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|---|
| 3 | * implements our underlying matrix format.
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|---|
| 4 | */
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| 5 |
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|---|
| 6 | #ifndef _MATRIX_H_
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| 7 | #define _MATRIX_H_
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| 8 |
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|---|
| 9 | /*Headers:*/
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|---|
| 10 | /*{{{*/
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|---|
| 11 | #ifdef HAVE_CONFIG_H
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|---|
| 12 | #include <config.h>
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|---|
| 13 | #else
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|---|
| 14 | #error "Cannot compile with HAVE_CONFIG_H symbol! run configure first!"
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|---|
| 15 | #endif
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|---|
| 16 | #include <cstring>
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|---|
| 17 | #include "../../shared/Enum/Enum.h"
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|---|
| 18 | #include "../petsc/petscincludes.h"
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|---|
| 19 | #include "../issm/issmtoolkit.h"
|
|---|
| 20 | /*}}}*/
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|---|
| 21 |
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|---|
| 22 | enum matrixtype { PetscMatType, IssmMatType };
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|---|
| 23 |
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|---|
| 24 | template <class doubletype> class Vector;
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|---|
| 25 |
|
|---|
| 26 | template <class doubletype>
|
|---|
| 27 | class Matrix{
|
|---|
| 28 |
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|---|
| 29 | public:
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|---|
| 30 |
|
|---|
| 31 | int type;
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|---|
| 32 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 33 | PetscMat *pmatrix;
|
|---|
| 34 | #endif
|
|---|
| 35 | IssmMat<doubletype> *imatrix;
|
|---|
| 36 |
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|---|
| 37 | /*Matrix constructors, destructors*/
|
|---|
| 38 | Matrix(){/*{{{*/
|
|---|
| 39 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 40 | }
|
|---|
| 41 | /*}}}*/
|
|---|
| 42 | Matrix(int M,int N){/*{{{*/
|
|---|
| 43 |
|
|---|
| 44 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 45 |
|
|---|
| 46 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 47 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 48 | this->pmatrix=new PetscMat(M,N);
|
|---|
| 49 | #endif
|
|---|
| 50 | }
|
|---|
| 51 | else{
|
|---|
| 52 | this->imatrix=new IssmMat<doubletype>(M,N);
|
|---|
| 53 | }
|
|---|
| 54 |
|
|---|
| 55 | }
|
|---|
| 56 | /*}}}*/
|
|---|
| 57 | Matrix(int m,int n,int M,int N,int* d_nnz,int* o_nnz){/*{{{*/
|
|---|
| 58 |
|
|---|
| 59 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 60 |
|
|---|
| 61 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 62 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 63 | this->pmatrix=new PetscMat(m,n,M,N,d_nnz,o_nnz);
|
|---|
| 64 | #endif
|
|---|
| 65 | }
|
|---|
| 66 | else{
|
|---|
| 67 | this->imatrix=new IssmMat<doubletype>(m,n,M,N,d_nnz,o_nnz);
|
|---|
| 68 | }
|
|---|
| 69 |
|
|---|
| 70 | }
|
|---|
| 71 | /*}}}*/
|
|---|
| 72 | Matrix(int M,int N,double sparsity){/*{{{*/
|
|---|
| 73 |
|
|---|
| 74 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 75 |
|
|---|
| 76 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 77 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 78 | this->pmatrix=new PetscMat(M,N,sparsity);
|
|---|
| 79 | #endif
|
|---|
| 80 | }
|
|---|
| 81 | else{
|
|---|
| 82 | this->imatrix=new IssmMat<doubletype>(M,N,sparsity);
|
|---|
| 83 | }
|
|---|
| 84 | }
|
|---|
| 85 | /*}}}*/
|
|---|
| 86 | Matrix(IssmPDouble* serial_mat,int M,int N,IssmPDouble sparsity){/*{{{*/
|
|---|
| 87 |
|
|---|
| 88 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 89 |
|
|---|
| 90 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 91 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 92 | this->pmatrix=new PetscMat(serial_mat,M,N,sparsity);
|
|---|
| 93 | #endif
|
|---|
| 94 | }
|
|---|
| 95 | else{
|
|---|
| 96 | this->imatrix=new IssmMat<doubletype>(serial_mat,M,N,sparsity);
|
|---|
| 97 | }
|
|---|
| 98 |
|
|---|
| 99 | }
|
|---|
| 100 | /*}}}*/
|
|---|
| 101 | Matrix(int M,int N,int connectivity,int numberofdofspernode){/*{{{*/
|
|---|
| 102 |
|
|---|
| 103 | InitCheckAndSetType();
|
|---|
| 104 |
|
|---|
| 105 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 106 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 107 | this->pmatrix=new PetscMat(M,N,connectivity,numberofdofspernode);
|
|---|
| 108 | #endif
|
|---|
| 109 | }
|
|---|
| 110 | else{
|
|---|
| 111 | this->imatrix=new IssmMat<doubletype>(M,N,connectivity,numberofdofspernode);
|
|---|
| 112 | }
|
|---|
| 113 |
|
|---|
| 114 | }
|
|---|
| 115 | /*}}}*/
|
|---|
| 116 | ~Matrix(){/*{{{*/
|
|---|
| 117 |
|
|---|
| 118 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 119 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 120 | delete this->pmatrix;
|
|---|
| 121 | #endif
|
|---|
| 122 | }
|
|---|
| 123 | else delete this->imatrix;
|
|---|
| 124 |
|
|---|
| 125 | }
|
|---|
| 126 | /*}}}*/
|
|---|
| 127 | void InitCheckAndSetType(void){/*{{{*/
|
|---|
| 128 |
|
|---|
| 129 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 130 | pmatrix=NULL;
|
|---|
| 131 | #endif
|
|---|
| 132 | imatrix=NULL;
|
|---|
| 133 |
|
|---|
| 134 | /*retrieve toolkittype: */
|
|---|
| 135 | char* toolkittype=ToolkitOptions::GetToolkitType();
|
|---|
| 136 |
|
|---|
| 137 | /*set matrix type: */
|
|---|
| 138 | if (strcmp(toolkittype,"petsc")==0){
|
|---|
| 139 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 140 | type=PetscMatType;
|
|---|
| 141 | #else
|
|---|
| 142 | _error_("cannot create petsc matrix without PETSC compiled!");
|
|---|
| 143 | #endif
|
|---|
| 144 | }
|
|---|
| 145 | else if(strcmp(toolkittype,"issm")==0){
|
|---|
| 146 | /*let this choice stand:*/
|
|---|
| 147 | type=IssmMatType;
|
|---|
| 148 | }
|
|---|
| 149 | else{
|
|---|
| 150 | _error_("unknow toolkit type ");
|
|---|
| 151 | }
|
|---|
| 152 |
|
|---|
| 153 | /*Free ressources: */
|
|---|
| 154 | xDelete<char>(toolkittype);
|
|---|
| 155 | }
|
|---|
| 156 | /*}}}*/
|
|---|
| 157 |
|
|---|
| 158 | /*Matrix specific routines:*/
|
|---|
| 159 | void Echo(void){/*{{{*/
|
|---|
| 160 | _assert_(this);
|
|---|
| 161 |
|
|---|
| 162 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 163 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 164 | this->pmatrix->Echo();
|
|---|
| 165 | #endif
|
|---|
| 166 | }
|
|---|
| 167 | else{
|
|---|
| 168 | this->imatrix->Echo();
|
|---|
| 169 | }
|
|---|
| 170 |
|
|---|
| 171 | }
|
|---|
| 172 | /*}}}*/
|
|---|
| 173 | void AllocationInfo(void){/*{{{*/
|
|---|
| 174 | _assert_(this);
|
|---|
| 175 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 176 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 177 | this->pmatrix->AllocationInfo();
|
|---|
| 178 | #endif
|
|---|
| 179 | }
|
|---|
| 180 | else{
|
|---|
| 181 | //this->imatrix->AllocationInfo();
|
|---|
| 182 | _error_("not supported yet");
|
|---|
| 183 | }
|
|---|
| 184 | }/*}}}*/
|
|---|
| 185 | void Assemble(void){/*{{{*/
|
|---|
| 186 |
|
|---|
| 187 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 188 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 189 | this->pmatrix->Assemble();
|
|---|
| 190 | #endif
|
|---|
| 191 | }
|
|---|
| 192 | else{
|
|---|
| 193 | this->imatrix->Assemble();
|
|---|
| 194 | }
|
|---|
| 195 | }
|
|---|
| 196 | /*}}}*/
|
|---|
| 197 | IssmDouble Norm(NormMode norm_type){/*{{{*/
|
|---|
| 198 |
|
|---|
| 199 | IssmDouble norm=0;
|
|---|
| 200 |
|
|---|
| 201 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 202 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 203 | norm=this->pmatrix->Norm(norm_type);
|
|---|
| 204 | #endif
|
|---|
| 205 | }
|
|---|
| 206 | else{
|
|---|
| 207 | norm=this->imatrix->Norm(norm_type);
|
|---|
| 208 | }
|
|---|
| 209 |
|
|---|
| 210 | return norm;
|
|---|
| 211 | }
|
|---|
| 212 | /*}}}*/
|
|---|
| 213 | void GetSize(int* pM,int* pN){/*{{{*/
|
|---|
| 214 |
|
|---|
| 215 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 216 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 217 | this->pmatrix->GetSize(pM,pN);
|
|---|
| 218 | #endif
|
|---|
| 219 | }
|
|---|
| 220 | else{
|
|---|
| 221 | this->imatrix->GetSize(pM,pN);
|
|---|
| 222 | }
|
|---|
| 223 |
|
|---|
| 224 | }
|
|---|
| 225 | /*}}}*/
|
|---|
| 226 | void GetLocalSize(int* pM,int* pN){/*{{{*/
|
|---|
| 227 |
|
|---|
| 228 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 229 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 230 | this->pmatrix->GetLocalSize(pM,pN);
|
|---|
| 231 | #endif
|
|---|
| 232 | }
|
|---|
| 233 | else{
|
|---|
| 234 | this->imatrix->GetLocalSize(pM,pN);
|
|---|
| 235 | }
|
|---|
| 236 |
|
|---|
| 237 | }
|
|---|
| 238 | /*}}}*/
|
|---|
| 239 | void MatMult(Vector<doubletype>* X,Vector<doubletype>* AX){/*{{{*/
|
|---|
| 240 |
|
|---|
| 241 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 242 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 243 | this->pmatrix->MatMult(X->pvector,AX->pvector);
|
|---|
| 244 | #endif
|
|---|
| 245 | }
|
|---|
| 246 | else{
|
|---|
| 247 | this->imatrix->MatMult(X->ivector,AX->ivector);
|
|---|
| 248 | }
|
|---|
| 249 |
|
|---|
| 250 | }
|
|---|
| 251 | /*}}}*/
|
|---|
| 252 | Matrix<doubletype>* Duplicate(void){/*{{{*/
|
|---|
| 253 |
|
|---|
| 254 | Matrix<doubletype>* output=new Matrix<doubletype>();
|
|---|
| 255 |
|
|---|
| 256 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 257 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 258 | output->pmatrix=this->pmatrix->Duplicate();
|
|---|
| 259 | #endif
|
|---|
| 260 | }
|
|---|
| 261 | else{
|
|---|
| 262 | output->imatrix=this->imatrix->Duplicate();
|
|---|
| 263 | }
|
|---|
| 264 |
|
|---|
| 265 | return output;
|
|---|
| 266 | }
|
|---|
| 267 | /*}}}*/
|
|---|
| 268 | doubletype* ToSerial(void){/*{{{*/
|
|---|
| 269 |
|
|---|
| 270 | doubletype* output=NULL;
|
|---|
| 271 |
|
|---|
| 272 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 273 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 274 | output=this->pmatrix->ToSerial();
|
|---|
| 275 | #endif
|
|---|
| 276 | }
|
|---|
| 277 | else{
|
|---|
| 278 | output=this->imatrix->ToSerial();
|
|---|
| 279 | }
|
|---|
| 280 |
|
|---|
| 281 | return output;
|
|---|
| 282 | }
|
|---|
| 283 | /*}}}*/
|
|---|
| 284 | void SetValues(int m,int* idxm,int n,int* idxn,IssmDouble* values,InsMode mode){/*{{{*/
|
|---|
| 285 |
|
|---|
| 286 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 287 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 288 | this->pmatrix->SetValues(m,idxm,n,idxn,values,mode);
|
|---|
| 289 | #endif
|
|---|
| 290 | }
|
|---|
| 291 | else{
|
|---|
| 292 | this->imatrix->SetValues(m,idxm,n,idxn,values,mode);
|
|---|
| 293 | }
|
|---|
| 294 | }
|
|---|
| 295 | /*}}}*/
|
|---|
| 296 | void Convert(MatrixType newtype){/*{{{*/
|
|---|
| 297 |
|
|---|
| 298 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 299 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 300 | this->pmatrix->Convert(newtype);
|
|---|
| 301 | #endif
|
|---|
| 302 | }
|
|---|
| 303 | else{
|
|---|
| 304 | this->imatrix->Convert(newtype);
|
|---|
| 305 | }
|
|---|
| 306 |
|
|---|
| 307 | }
|
|---|
| 308 | /*}}}*/
|
|---|
| 309 | /*
|
|---|
| 310 | * sets all values to 0 but keeps the structure of a sparse matrix
|
|---|
| 311 | */
|
|---|
| 312 | void SetZero(void) {/*{{{*/
|
|---|
| 313 | if(type==PetscMatType){
|
|---|
| 314 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
|---|
| 315 | this->pmatrix->SetZero();
|
|---|
| 316 | #endif
|
|---|
| 317 | }
|
|---|
| 318 | else{
|
|---|
| 319 | this->imatrix->SetZero();
|
|---|
| 320 | }
|
|---|
| 321 | }
|
|---|
| 322 | /*}}}*/
|
|---|
| 323 | };
|
|---|
| 324 |
|
|---|
| 325 | #endif //#ifndef _MATRIX_H_
|
|---|