1 | /*!\file: Matrix.h
|
---|
2 | * \brief wrapper to matrix objects. The goal is to control which API (PETSc,Scalpack, Plapack?)
|
---|
3 | * implements our underlying matrix format.
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---|
4 | */
|
---|
5 |
|
---|
6 | #ifndef _MATRIX_H_
|
---|
7 | #define _MATRIX_H_
|
---|
8 |
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---|
9 | /*Headers:*/
|
---|
10 | /*{{{*/
|
---|
11 | #ifdef HAVE_CONFIG_H
|
---|
12 | #include <config.h>
|
---|
13 | #else
|
---|
14 | #error "Cannot compile with HAVE_CONFIG_H symbol! run configure first!"
|
---|
15 | #endif
|
---|
16 | #include <cstring>
|
---|
17 | #include "../../shared/Enum/Enum.h"
|
---|
18 | #include "../petsc/petscincludes.h"
|
---|
19 | #include "../issm/issmtoolkit.h"
|
---|
20 | /*}}}*/
|
---|
21 |
|
---|
22 | enum matrixtype { PetscMatType, IssmMatType };
|
---|
23 |
|
---|
24 | template <class doubletype> class Vector;
|
---|
25 |
|
---|
26 | template <class doubletype>
|
---|
27 | class Matrix{
|
---|
28 |
|
---|
29 | public:
|
---|
30 |
|
---|
31 | int type;
|
---|
32 | #ifdef _HAVE_PETSC_
|
---|
33 | PetscMat *pmatrix;
|
---|
34 | #endif
|
---|
35 | IssmMat<doubletype> *imatrix;
|
---|
36 |
|
---|
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_
|
---|