1 #define PETSCMAT_DLL 2 3 #include "src/mat/impls/sbaij/seq/sbaij.h" 4 #include "src/inline/ilu.h" 5 6 /* 7 Version for when blocks are 6 by 6 Using natural ordering 8 */ 9 #undef __FUNCT__ 10 #define __FUNCT__ "MatCholeskyFactorNumeric_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering" 11 PetscErrorCode MatCholeskyFactorNumeric_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering(Mat A,MatFactorInfo *info,Mat *B) 12 { 13 Mat C = *B; 14 Mat_SeqSBAIJ *a = (Mat_SeqSBAIJ*)A->data,*b = (Mat_SeqSBAIJ *)C->data; 15 PetscErrorCode ierr; 16 PetscInt i,j,mbs=a->mbs,*bi=b->i,*bj=b->j; 17 PetscInt *ai,*aj,k,k1,jmin,jmax,*jl,*il,vj,nexti,ili; 18 MatScalar *ba = b->a,*aa,*ap,*dk,*uik; 19 MatScalar *u,*d,*w,*wp,u0,u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8,u9,u10,u11,u12; 20 MatScalar u13,u14,u15,u16,u17,u18,u19,u20,u21,u22,u23,u24,u25,u26,u27; 21 MatScalar u28,u29,u30,u31,u32,u33,u34,u35; 22 MatScalar d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,d9,d10,d11,d12; 23 MatScalar d13,d14,d15,d16,d17,d18,d19,d20,d21,d22,d23,d24,d25,d26,d27; 24 MatScalar d28,d29,d30,d31,d32,d33,d34,d35; 25 MatScalar m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8,m9,m10,m11,m12; 26 MatScalar m13,m14,m15,m16,m17,m18,m19,m20,m21,m22,m23,m24,m25,m26,m27; 27 MatScalar m28,m29,m30,m31,m32,m33,m34,m35; 28 PetscReal shift = info->shiftinblocks; 29 30 PetscFunctionBegin; 31 /* initialization */ 32 ierr = PetscMalloc(36*mbs*sizeof(MatScalar),&w);CHKERRQ(ierr); 33 ierr = PetscMemzero(w,36*mbs*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 34 ierr = PetscMalloc(2*mbs*sizeof(PetscInt),&il);CHKERRQ(ierr); 35 jl = il + mbs; 36 for (i=0; i<mbs; i++) { 37 jl[i] = mbs; il[0] = 0; 38 } 39 ierr = PetscMalloc(72*sizeof(MatScalar),&dk);CHKERRQ(ierr); 40 uik = dk + 36; 41 42 ai = a->i; aj = a->j; aa = a->a; 43 44 /* for each row k */ 45 for (k = 0; k<mbs; k++){ 46 47 /*initialize k-th row with elements nonzero in row k of A */ 48 jmin = ai[k]; jmax = ai[k+1]; 49 if (jmin < jmax) { 50 ap = aa + jmin*36; 51 for (j = jmin; j < jmax; j++){ 52 vj = aj[j]; /* block col. index */ 53 wp = w + vj*36; 54 for (i=0; i<36; i++) *wp++ = *ap++; 55 } 56 } 57 58 /* modify k-th row by adding in those rows i with U(i,k) != 0 */ 59 ierr = PetscMemcpy(dk,w+k*36,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 60 i = jl[k]; /* first row to be added to k_th row */ 61 62 while (i < mbs){ 63 nexti = jl[i]; /* next row to be added to k_th row */ 64 65 /* compute multiplier */ 66 ili = il[i]; /* index of first nonzero element in U(i,k:bms-1) */ 67 68 /* uik = -inv(Di)*U_bar(i,k) */ 69 d = ba + i*36; 70 u = ba + ili*36; 71 72 u0 = u[0]; u1 = u[1]; u2 = u[2]; u3 = u[3]; u4 = u[4]; u5 = u[5]; u6 = u[6]; 73 u7 = u[7]; u8 = u[8]; u9 = u[9]; u10 = u[10]; u11 = u[11]; u12 = u[12]; u13 = u[13]; 74 u14 = u[14]; u15 = u[15]; u16 = u[16]; u17 = u[17]; u18 = u[18]; u19 = u[19]; u20 = u[20]; 75 u21 = u[21]; u22 = u[22]; u23 = u[23]; u24 = u[24]; u25 = u[25]; u26 = u[26]; u27 = u[27]; 76 u28 = u[28]; u29 = u[29]; u30 = u[30]; u31 = u[31]; u32 = u[32]; u33 = u[33]; u34 = u[34]; 77 u35 = u[35]; 78 79 d0 = d[0]; d1 = d[1]; d2 = d[2]; d3 = d[3]; 80 d4 = d[4]; d5 = d[5]; d6 = d[6]; d7 = d[7]; 81 d8 = d[8]; d9 = d[9]; d10 = d[10]; d11 = d[11]; 82 d12 = d[12]; d13 = d[13]; d14 = d[14]; d15 = d[15]; 83 d16 = d[16]; d17 = d[17]; d18 = d[18]; d19 = d[19]; 84 d20 = d[20]; d21 = d[21]; d22 = d[22]; d23 = d[23]; 85 d24 = d[24]; d25 = d[25]; d26 = d[26]; d27 = d[27]; 86 d28 = d[28]; d29 = d[29]; d30 = d[30]; d31 = d[31]; 87 d32 = d[32]; d33 = d[33]; d34 = d[34]; d35 = d[35]; 88 89 m0 = uik[0] = -(d0*u0 + d6*u1 + d12*u2 + d18*u3 + d24*u4 + d30*u5); 90 m1 = uik[1] = -(d1*u0 + d7*u1 + d13*u2 + d19*u3 + d25*u4 + d31*u5); 91 m2 = uik[2] = -(d2*u0 + d8*u1 + d14*u2 + d20*u3 + d26*u4 + d32*u5); 92 m3 = uik[3] = -(d3*u0 + d9*u1 + d15*u2 + d21*u3 + d27*u4 + d33*u5); 93 m4 = uik[4] = -(d4*u0+ d10*u1 + d16*u2 + d22*u3 + d28*u4 + d34*u5); 94 m5 = uik[5] = -(d5*u0+ d11*u1 + d17*u2 + d23*u3 + d29*u4 + d35*u5); 95 96 m6 = uik[6] = -(d0*u6 + d6*u7 + d12*u8 + d18*u9 + d24*u10 + d30*u11); 97 m7 = uik[7] = -(d1*u6 + d7*u7 + d13*u8 + d19*u9 + d25*u10 + d31*u11); 98 m8 = uik[8] = -(d2*u6 + d8*u7 + d14*u8 + d20*u9 + d26*u10 + d32*u11); 99 m9 = uik[9] = -(d3*u6 + d9*u7 + d15*u8 + d21*u9 + d27*u10 + d33*u11); 100 m10 = uik[10]= -(d4*u6+ d10*u7 + d16*u8 + d22*u9 + d28*u10 + d34*u11); 101 m11 = uik[11]= -(d5*u6+ d11*u7 + d17*u8 + d23*u9 + d29*u10 + d35*u11); 102 103 m12 = uik[12] = -(d0*u12 + d6*u13 + d12*u14 + d18*u15 + d24*u16 + d30*u17); 104 m13 = uik[13] = -(d1*u12 + d7*u13 + d13*u14 + d19*u15 + d25*u16 + d31*u17); 105 m14 = uik[14] = -(d2*u12 + d8*u13 + d14*u14 + d20*u15 + d26*u16 + d32*u17); 106 m15 = uik[15] = -(d3*u12 + d9*u13 + d15*u14 + d21*u15 + d27*u16 + d33*u17); 107 m16 = uik[16] = -(d4*u12+ d10*u13 + d16*u14 + d22*u15 + d28*u16 + d34*u17); 108 m17 = uik[17] = -(d5*u12+ d11*u13 + d17*u14 + d23*u15 + d29*u16 + d35*u17); 109 110 m18 = uik[18] = -(d0*u18 + d6*u19 + d12*u20 + d18*u21 + d24*u22 + d30*u23); 111 m19 = uik[19] = -(d1*u18 + d7*u19 + d13*u20 + d19*u21 + d25*u22 + d31*u23); 112 m20 = uik[20] = -(d2*u18 + d8*u19 + d14*u20 + d20*u21 + d26*u22 + d32*u23); 113 m21 = uik[21] = -(d3*u18 + d9*u19 + d15*u20 + d21*u21 + d27*u22 + d33*u23); 114 m22 = uik[22] = -(d4*u18+ d10*u19 + d16*u20 + d22*u21 + d28*u22 + d34*u23); 115 m23 = uik[23] = -(d5*u18+ d11*u19 + d17*u20 + d23*u21 + d29*u22 + d35*u23); 116 117 m24 = uik[24] = -(d0*u24 + d6*u25 + d12*u26 + d18*u27 + d24*u28 + d30*u29); 118 m25 = uik[25] = -(d1*u24 + d7*u25 + d13*u26 + d19*u27 + d25*u28 + d31*u29); 119 m26 = uik[26] = -(d2*u24 + d8*u25 + d14*u26 + d20*u27 + d26*u28 + d32*u29); 120 m27 = uik[27] = -(d3*u24 + d9*u25 + d15*u26 + d21*u27 + d27*u28 + d33*u29); 121 m28 = uik[28] = -(d4*u24+ d10*u25 + d16*u26 + d22*u27 + d28*u28 + d34*u29); 122 m29 = uik[29] = -(d5*u24+ d11*u25 + d17*u26 + d23*u27 + d29*u28 + d35*u29); 123 124 m30 = uik[30] = -(d0*u30 + d6*u31 + d12*u32 + d18*u33 + d24*u34 + d30*u35); 125 m31 = uik[31] = -(d1*u30 + d7*u31 + d13*u32 + d19*u33 + d25*u34 + d31*u35); 126 m32 = uik[32] = -(d2*u30 + d8*u31 + d14*u32 + d20*u33 + d26*u34 + d32*u35); 127 m33 = uik[33] = -(d3*u30 + d9*u31 + d15*u32 + d21*u33 + d27*u34 + d33*u35); 128 m34 = uik[34] = -(d4*u30+ d10*u31 + d16*u32 + d22*u33 + d28*u34 + d34*u35); 129 m35 = uik[35] = -(d5*u30+ d11*u31 + d17*u32 + d23*u33 + d29*u34 + d35*u35); 130 131 /* update D(k) += -U(i,k)^T * U_bar(i,k) */ 132 dk[0] += m0*u0 + m1*u1 + m2*u2 + m3*u3 + m4*u4 + m5*u5; 133 dk[1] += m6*u0 + m7*u1 + m8*u2 + m9*u3+ m10*u4+ m11*u5; 134 dk[2] += m12*u0+ m13*u1+ m14*u2+ m15*u3+ m16*u4+ m17*u5; 135 dk[3] += m18*u0+ m19*u1+ m20*u2+ m21*u3+ m22*u4+ m23*u5; 136 dk[4] += m24*u0+ m25*u1+ m26*u2+ m27*u3+ m28*u4+ m29*u5; 137 dk[5] += m30*u0+ m31*u1+ m32*u2+ m33*u3+ m34*u4+ m35*u5; 138 139 dk[6] += m0*u6 + m1*u7 + m2*u8 + m3*u9 + m4*u10 + m5*u11; 140 dk[7] += m6*u6 + m7*u7 + m8*u8 + m9*u9+ m10*u10+ m11*u11; 141 dk[8] += m12*u6+ m13*u7+ m14*u8+ m15*u9+ m16*u10+ m17*u11; 142 dk[9] += m18*u6+ m19*u7+ m20*u8+ m21*u9+ m22*u10+ m23*u11; 143 dk[10]+= m24*u6+ m25*u7+ m26*u8+ m27*u9+ m28*u10+ m29*u11; 144 dk[11]+= m30*u6+ m31*u7+ m32*u8+ m33*u9+ m34*u10+ m35*u11; 145 146 dk[12]+= m0*u12 + m1*u13 + m2*u14 + m3*u15 + m4*u16 + m5*u17; 147 dk[13]+= m6*u12 + m7*u13 + m8*u14 + m9*u15+ m10*u16+ m11*u17; 148 dk[14]+= m12*u12+ m13*u13+ m14*u14+ m15*u15+ m16*u16+ m17*u17; 149 dk[15]+= m18*u12+ m19*u13+ m20*u14+ m21*u15+ m22*u16+ m23*u17; 150 dk[16]+= m24*u12+ m25*u13+ m26*u14+ m27*u15+ m28*u16+ m29*u17; 151 dk[17]+= m30*u12+ m31*u13+ m32*u14+ m33*u15+ m34*u16+ m35*u17; 152 153 dk[18]+= m0*u18 + m1*u19 + m2*u20 + m3*u21 + m4*u22 + m5*u23; 154 dk[19]+= m6*u18 + m7*u19 + m8*u20 + m9*u21+ m10*u22+ m11*u23; 155 dk[20]+= m12*u18+ m13*u19+ m14*u20+ m15*u21+ m16*u22+ m17*u23; 156 dk[21]+= m18*u18+ m19*u19+ m20*u20+ m21*u21+ m22*u22+ m23*u23; 157 dk[22]+= m24*u18+ m25*u19+ m26*u20+ m27*u21+ m28*u22+ m29*u23; 158 dk[23]+= m30*u18+ m31*u19+ m32*u20+ m33*u21+ m34*u22+ m35*u23; 159 160 dk[24]+= m0*u24 + m1*u25 + m2*u26 + m3*u27 + m4*u28 + m5*u29; 161 dk[25]+= m6*u24 + m7*u25 + m8*u26 + m9*u27+ m10*u28+ m11*u29; 162 dk[26]+= m12*u24+ m13*u25+ m14*u26+ m15*u27+ m16*u28+ m17*u29; 163 dk[27]+= m18*u24+ m19*u25+ m20*u26+ m21*u27+ m22*u28+ m23*u29; 164 dk[28]+= m24*u24+ m25*u25+ m26*u26+ m27*u27+ m28*u28+ m29*u29; 165 dk[29]+= m30*u24+ m31*u25+ m32*u26+ m33*u27+ m34*u28+ m35*u29; 166 167 dk[30]+= m0*u30 + m1*u31 + m2*u32 + m3*u33 + m4*u34 + m5*u35; 168 dk[31]+= m6*u30 + m7*u31 + m8*u32 + m9*u33+ m10*u34+ m11*u35; 169 dk[32]+= m12*u30+ m13*u31+ m14*u32+ m15*u33+ m16*u34+ m17*u35; 170 dk[33]+= m18*u30+ m19*u31+ m20*u32+ m21*u33+ m22*u34+ m23*u35; 171 dk[34]+= m24*u30+ m25*u31+ m26*u32+ m27*u33+ m28*u34+ m29*u35; 172 dk[35]+= m30*u30+ m31*u31+ m32*u32+ m33*u33+ m34*u34+ m35*u35; 173 174 ierr = PetscLogFlops(216*4);CHKERRQ(ierr); 175 176 /* update -U(i,k) */ 177 ierr = PetscMemcpy(ba+ili*36,uik,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 178 179 /* add multiple of row i to k-th row ... */ 180 jmin = ili + 1; jmax = bi[i+1]; 181 if (jmin < jmax){ 182 for (j=jmin; j<jmax; j++) { 183 /* w += -U(i,k)^T * U_bar(i,j) */ 184 wp = w + bj[j]*36; 185 u = ba + j*36; 186 187 u0 = u[0]; u1 = u[1]; u2 = u[2]; u3 = u[3]; u4 = u[4]; u5 = u[5]; u6 = u[6]; 188 u7 = u[7]; u8 = u[8]; u9 = u[9]; u10 = u[10]; u11 = u[11]; u12 = u[12]; u13 = u[13]; 189 u14 = u[14]; u15 = u[15]; u16 = u[16]; u17 = u[17]; u18 = u[18]; u19 = u[19]; u20 = u[20]; 190 u21 = u[21]; u22 = u[22]; u23 = u[23]; u24 = u[24]; u25 = u[25]; u26 = u[26]; u27 = u[27]; 191 u28 = u[28]; u29 = u[29]; u30 = u[30]; u31 = u[31]; u32 = u[32]; u33 = u[33]; u34 = u[34]; 192 u35 = u[35]; 193 194 wp[0] += m0*u0 + m1*u1 + m2*u2 + m3*u3 + m4*u4 + m5*u5; 195 wp[1] += m6*u0 + m7*u1 + m8*u2 + m9*u3+ m10*u4+ m11*u5; 196 wp[2] += m12*u0+ m13*u1+ m14*u2+ m15*u3+ m16*u4+ m17*u5; 197 wp[3] += m18*u0+ m19*u1+ m20*u2+ m21*u3+ m22*u4+ m23*u5; 198 wp[4] += m24*u0+ m25*u1+ m26*u2+ m27*u3+ m28*u4+ m29*u5; 199 wp[5] += m30*u0+ m31*u1+ m32*u2+ m33*u3+ m34*u4+ m35*u5; 200 201 wp[6] += m0*u6 + m1*u7 + m2*u8 + m3*u9 + m4*u10 + m5*u11; 202 wp[7] += m6*u6 + m7*u7 + m8*u8 + m9*u9+ m10*u10+ m11*u11; 203 wp[8] += m12*u6+ m13*u7+ m14*u8+ m15*u9+ m16*u10+ m17*u11; 204 wp[9] += m18*u6+ m19*u7+ m20*u8+ m21*u9+ m22*u10+ m23*u11; 205 wp[10]+= m24*u6+ m25*u7+ m26*u8+ m27*u9+ m28*u10+ m29*u11; 206 wp[11]+= m30*u6+ m31*u7+ m32*u8+ m33*u9+ m34*u10+ m35*u11; 207 208 wp[12]+= m0*u12 + m1*u13 + m2*u14 + m3*u15 + m4*u16 + m5*u17; 209 wp[13]+= m6*u12 + m7*u13 + m8*u14 + m9*u15+ m10*u16+ m11*u17; 210 wp[14]+= m12*u12+ m13*u13+ m14*u14+ m15*u15+ m16*u16+ m17*u17; 211 wp[15]+= m18*u12+ m19*u13+ m20*u14+ m21*u15+ m22*u16+ m23*u17; 212 wp[16]+= m24*u12+ m25*u13+ m26*u14+ m27*u15+ m28*u16+ m29*u17; 213 wp[17]+= m30*u12+ m31*u13+ m32*u14+ m33*u15+ m34*u16+ m35*u17; 214 215 wp[18]+= m0*u18 + m1*u19 + m2*u20 + m3*u21 + m4*u22 + m5*u23; 216 wp[19]+= m6*u18 + m7*u19 + m8*u20 + m9*u21+ m10*u22+ m11*u23; 217 wp[20]+= m12*u18+ m13*u19+ m14*u20+ m15*u21+ m16*u22+ m17*u23; 218 wp[21]+= m18*u18+ m19*u19+ m20*u20+ m21*u21+ m22*u22+ m23*u23; 219 wp[22]+= m24*u18+ m25*u19+ m26*u20+ m27*u21+ m28*u22+ m29*u23; 220 wp[23]+= m30*u18+ m31*u19+ m32*u20+ m33*u21+ m34*u22+ m35*u23; 221 222 wp[24]+= m0*u24 + m1*u25 + m2*u26 + m3*u27 + m4*u28 + m5*u29; 223 wp[25]+= m6*u24 + m7*u25 + m8*u26 + m9*u27+ m10*u28+ m11*u29; 224 wp[26]+= m12*u24+ m13*u25+ m14*u26+ m15*u27+ m16*u28+ m17*u29; 225 wp[27]+= m18*u24+ m19*u25+ m20*u26+ m21*u27+ m22*u28+ m23*u29; 226 wp[28]+= m24*u24+ m25*u25+ m26*u26+ m27*u27+ m28*u28+ m29*u29; 227 wp[29]+= m30*u24+ m31*u25+ m32*u26+ m33*u27+ m34*u28+ m35*u29; 228 229 wp[30]+= m0*u30 + m1*u31 + m2*u32 + m3*u33 + m4*u34 + m5*u35; 230 wp[31]+= m6*u30 + m7*u31 + m8*u32 + m9*u33+ m10*u34+ m11*u35; 231 wp[32]+= m12*u30+ m13*u31+ m14*u32+ m15*u33+ m16*u34+ m17*u35; 232 wp[33]+= m18*u30+ m19*u31+ m20*u32+ m21*u33+ m22*u34+ m23*u35; 233 wp[34]+= m24*u30+ m25*u31+ m26*u32+ m27*u33+ m28*u34+ m29*u35; 234 wp[35]+= m30*u30+ m31*u31+ m32*u32+ m33*u33+ m34*u34+ m35*u35; 235 } 236 ierr = PetscLogFlops(2*216*(jmax-jmin));CHKERRQ(ierr); 237 238 /* ... add i to row list for next nonzero entry */ 239 il[i] = jmin; /* update il(i) in column k+1, ... mbs-1 */ 240 j = bj[jmin]; 241 jl[i] = jl[j]; jl[j] = i; /* update jl */ 242 } 243 i = nexti; 244 } 245 246 /* save nonzero entries in k-th row of U ... */ 247 248 /* invert diagonal block */ 249 d = ba+k*36; 250 ierr = PetscMemcpy(d,dk,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 251 ierr = Kernel_A_gets_inverse_A_6(d,shift);CHKERRQ(ierr); 252 253 jmin = bi[k]; jmax = bi[k+1]; 254 if (jmin < jmax) { 255 for (j=jmin; j<jmax; j++){ 256 vj = bj[j]; /* block col. index of U */ 257 u = ba + j*36; 258 wp = w + vj*36; 259 for (k1=0; k1<36; k1++){ 260 *u++ = *wp; 261 *wp++ = 0.0; 262 } 263 } 264 265 /* ... add k to row list for first nonzero entry in k-th row */ 266 il[k] = jmin; 267 i = bj[jmin]; 268 jl[k] = jl[i]; jl[i] = k; 269 } 270 } 271 272 ierr = PetscFree(w);CHKERRQ(ierr); 273 ierr = PetscFree(il);CHKERRQ(ierr); 274 ierr = PetscFree(dk);CHKERRQ(ierr); 275 276 C->ops->solve = MatSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering; 277 C->ops->solvetranspose = MatSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering; 278 C->ops->forwardsolve = MatForwardSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering; 279 C->ops->backwardsolve = MatBackwardSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering; 280 C->assembled = PETSC_TRUE; 281 C->preallocated = PETSC_TRUE; 282 ierr = PetscLogFlops(1.3333*216*b->mbs);CHKERRQ(ierr); /* from inverting diagonal blocks */ 283 PetscFunctionReturn(0); 284 } 285