1 2 #include <../src/mat/impls/sbaij/seq/sbaij.h> 3 #include <petsc/private/kernels/blockinvert.h> 4 5 /* 6 Version for when blocks are 6 by 6 Using natural ordering 7 */ 8 #undef __FUNCT__ 9 #define __FUNCT__ "MatCholeskyFactorNumeric_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering" 10 PetscErrorCode MatCholeskyFactorNumeric_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering(Mat C,Mat A,const MatFactorInfo *info) 11 { 12 Mat_SeqSBAIJ *a = (Mat_SeqSBAIJ*)A->data,*b = (Mat_SeqSBAIJ*)C->data; 13 PetscErrorCode ierr; 14 PetscInt i,j,mbs=a->mbs,*bi=b->i,*bj=b->j; 15 PetscInt *ai,*aj,k,k1,jmin,jmax,*jl,*il,vj,nexti,ili; 16 MatScalar *ba = b->a,*aa,*ap,*dk,*uik; 17 MatScalar *u,*d,*w,*wp,u0,u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8,u9,u10,u11,u12; 18 MatScalar u13,u14,u15,u16,u17,u18,u19,u20,u21,u22,u23,u24,u25,u26,u27; 19 MatScalar u28,u29,u30,u31,u32,u33,u34,u35; 20 MatScalar d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,d9,d10,d11,d12; 21 MatScalar d13,d14,d15,d16,d17,d18,d19,d20,d21,d22,d23,d24,d25,d26,d27; 22 MatScalar d28,d29,d30,d31,d32,d33,d34,d35; 23 MatScalar m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8,m9,m10,m11,m12; 24 MatScalar m13,m14,m15,m16,m17,m18,m19,m20,m21,m22,m23,m24,m25,m26,m27; 25 MatScalar m28,m29,m30,m31,m32,m33,m34,m35; 26 PetscReal shift = info->shiftamount; 27 28 PetscFunctionBegin; 29 /* initialization */ 30 ierr = PetscCalloc1(36*mbs,&w);CHKERRQ(ierr); 31 ierr = PetscMalloc2(mbs,&il,mbs,&jl);CHKERRQ(ierr); 32 for (i=0; i<mbs; i++) { 33 jl[i] = mbs; il[0] = 0; 34 } 35 ierr = PetscMalloc2(36,&dk,36,&uik);CHKERRQ(ierr); 36 ai = a->i; aj = a->j; aa = a->a; 37 38 /* for each row k */ 39 for (k = 0; k<mbs; k++) { 40 41 /*initialize k-th row with elements nonzero in row k of A */ 42 jmin = ai[k]; jmax = ai[k+1]; 43 if (jmin < jmax) { 44 ap = aa + jmin*36; 45 for (j = jmin; j < jmax; j++) { 46 vj = aj[j]; /* block col. index */ 47 wp = w + vj*36; 48 for (i=0; i<36; i++) *wp++ = *ap++; 49 } 50 } 51 52 /* modify k-th row by adding in those rows i with U(i,k) != 0 */ 53 ierr = PetscMemcpy(dk,w+k*36,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 54 i = jl[k]; /* first row to be added to k_th row */ 55 56 while (i < mbs) { 57 nexti = jl[i]; /* next row to be added to k_th row */ 58 59 /* compute multiplier */ 60 ili = il[i]; /* index of first nonzero element in U(i,k:bms-1) */ 61 62 /* uik = -inv(Di)*U_bar(i,k) */ 63 d = ba + i*36; 64 u = ba + ili*36; 65 66 u0 = u[0]; u1 = u[1]; u2 = u[2]; u3 = u[3]; u4 = u[4]; u5 = u[5]; u6 = u[6]; 67 u7 = u[7]; u8 = u[8]; u9 = u[9]; u10 = u[10]; u11 = u[11]; u12 = u[12]; u13 = u[13]; 68 u14 = u[14]; u15 = u[15]; u16 = u[16]; u17 = u[17]; u18 = u[18]; u19 = u[19]; u20 = u[20]; 69 u21 = u[21]; u22 = u[22]; u23 = u[23]; u24 = u[24]; u25 = u[25]; u26 = u[26]; u27 = u[27]; 70 u28 = u[28]; u29 = u[29]; u30 = u[30]; u31 = u[31]; u32 = u[32]; u33 = u[33]; u34 = u[34]; 71 u35 = u[35]; 72 73 d0 = d[0]; d1 = d[1]; d2 = d[2]; d3 = d[3]; 74 d4 = d[4]; d5 = d[5]; d6 = d[6]; d7 = d[7]; 75 d8 = d[8]; d9 = d[9]; d10 = d[10]; d11 = d[11]; 76 d12 = d[12]; d13 = d[13]; d14 = d[14]; d15 = d[15]; 77 d16 = d[16]; d17 = d[17]; d18 = d[18]; d19 = d[19]; 78 d20 = d[20]; d21 = d[21]; d22 = d[22]; d23 = d[23]; 79 d24 = d[24]; d25 = d[25]; d26 = d[26]; d27 = d[27]; 80 d28 = d[28]; d29 = d[29]; d30 = d[30]; d31 = d[31]; 81 d32 = d[32]; d33 = d[33]; d34 = d[34]; d35 = d[35]; 82 83 m0 = uik[0] = -(d0*u0 + d6*u1 + d12*u2 + d18*u3 + d24*u4 + d30*u5); 84 m1 = uik[1] = -(d1*u0 + d7*u1 + d13*u2 + d19*u3 + d25*u4 + d31*u5); 85 m2 = uik[2] = -(d2*u0 + d8*u1 + d14*u2 + d20*u3 + d26*u4 + d32*u5); 86 m3 = uik[3] = -(d3*u0 + d9*u1 + d15*u2 + d21*u3 + d27*u4 + d33*u5); 87 m4 = uik[4] = -(d4*u0+ d10*u1 + d16*u2 + d22*u3 + d28*u4 + d34*u5); 88 m5 = uik[5] = -(d5*u0+ d11*u1 + d17*u2 + d23*u3 + d29*u4 + d35*u5); 89 90 m6 = uik[6] = -(d0*u6 + d6*u7 + d12*u8 + d18*u9 + d24*u10 + d30*u11); 91 m7 = uik[7] = -(d1*u6 + d7*u7 + d13*u8 + d19*u9 + d25*u10 + d31*u11); 92 m8 = uik[8] = -(d2*u6 + d8*u7 + d14*u8 + d20*u9 + d26*u10 + d32*u11); 93 m9 = uik[9] = -(d3*u6 + d9*u7 + d15*u8 + d21*u9 + d27*u10 + d33*u11); 94 m10 = uik[10]= -(d4*u6+ d10*u7 + d16*u8 + d22*u9 + d28*u10 + d34*u11); 95 m11 = uik[11]= -(d5*u6+ d11*u7 + d17*u8 + d23*u9 + d29*u10 + d35*u11); 96 97 m12 = uik[12] = -(d0*u12 + d6*u13 + d12*u14 + d18*u15 + d24*u16 + d30*u17); 98 m13 = uik[13] = -(d1*u12 + d7*u13 + d13*u14 + d19*u15 + d25*u16 + d31*u17); 99 m14 = uik[14] = -(d2*u12 + d8*u13 + d14*u14 + d20*u15 + d26*u16 + d32*u17); 100 m15 = uik[15] = -(d3*u12 + d9*u13 + d15*u14 + d21*u15 + d27*u16 + d33*u17); 101 m16 = uik[16] = -(d4*u12+ d10*u13 + d16*u14 + d22*u15 + d28*u16 + d34*u17); 102 m17 = uik[17] = -(d5*u12+ d11*u13 + d17*u14 + d23*u15 + d29*u16 + d35*u17); 103 104 m18 = uik[18] = -(d0*u18 + d6*u19 + d12*u20 + d18*u21 + d24*u22 + d30*u23); 105 m19 = uik[19] = -(d1*u18 + d7*u19 + d13*u20 + d19*u21 + d25*u22 + d31*u23); 106 m20 = uik[20] = -(d2*u18 + d8*u19 + d14*u20 + d20*u21 + d26*u22 + d32*u23); 107 m21 = uik[21] = -(d3*u18 + d9*u19 + d15*u20 + d21*u21 + d27*u22 + d33*u23); 108 m22 = uik[22] = -(d4*u18+ d10*u19 + d16*u20 + d22*u21 + d28*u22 + d34*u23); 109 m23 = uik[23] = -(d5*u18+ d11*u19 + d17*u20 + d23*u21 + d29*u22 + d35*u23); 110 111 m24 = uik[24] = -(d0*u24 + d6*u25 + d12*u26 + d18*u27 + d24*u28 + d30*u29); 112 m25 = uik[25] = -(d1*u24 + d7*u25 + d13*u26 + d19*u27 + d25*u28 + d31*u29); 113 m26 = uik[26] = -(d2*u24 + d8*u25 + d14*u26 + d20*u27 + d26*u28 + d32*u29); 114 m27 = uik[27] = -(d3*u24 + d9*u25 + d15*u26 + d21*u27 + d27*u28 + d33*u29); 115 m28 = uik[28] = -(d4*u24+ d10*u25 + d16*u26 + d22*u27 + d28*u28 + d34*u29); 116 m29 = uik[29] = -(d5*u24+ d11*u25 + d17*u26 + d23*u27 + d29*u28 + d35*u29); 117 118 m30 = uik[30] = -(d0*u30 + d6*u31 + d12*u32 + d18*u33 + d24*u34 + d30*u35); 119 m31 = uik[31] = -(d1*u30 + d7*u31 + d13*u32 + d19*u33 + d25*u34 + d31*u35); 120 m32 = uik[32] = -(d2*u30 + d8*u31 + d14*u32 + d20*u33 + d26*u34 + d32*u35); 121 m33 = uik[33] = -(d3*u30 + d9*u31 + d15*u32 + d21*u33 + d27*u34 + d33*u35); 122 m34 = uik[34] = -(d4*u30+ d10*u31 + d16*u32 + d22*u33 + d28*u34 + d34*u35); 123 m35 = uik[35] = -(d5*u30+ d11*u31 + d17*u32 + d23*u33 + d29*u34 + d35*u35); 124 125 /* update D(k) += -U(i,k)^T * U_bar(i,k) */ 126 dk[0] += m0*u0 + m1*u1 + m2*u2 + m3*u3 + m4*u4 + m5*u5; 127 dk[1] += m6*u0 + m7*u1 + m8*u2 + m9*u3+ m10*u4+ m11*u5; 128 dk[2] += m12*u0+ m13*u1+ m14*u2+ m15*u3+ m16*u4+ m17*u5; 129 dk[3] += m18*u0+ m19*u1+ m20*u2+ m21*u3+ m22*u4+ m23*u5; 130 dk[4] += m24*u0+ m25*u1+ m26*u2+ m27*u3+ m28*u4+ m29*u5; 131 dk[5] += m30*u0+ m31*u1+ m32*u2+ m33*u3+ m34*u4+ m35*u5; 132 133 dk[6] += m0*u6 + m1*u7 + m2*u8 + m3*u9 + m4*u10 + m5*u11; 134 dk[7] += m6*u6 + m7*u7 + m8*u8 + m9*u9+ m10*u10+ m11*u11; 135 dk[8] += m12*u6+ m13*u7+ m14*u8+ m15*u9+ m16*u10+ m17*u11; 136 dk[9] += m18*u6+ m19*u7+ m20*u8+ m21*u9+ m22*u10+ m23*u11; 137 dk[10]+= m24*u6+ m25*u7+ m26*u8+ m27*u9+ m28*u10+ m29*u11; 138 dk[11]+= m30*u6+ m31*u7+ m32*u8+ m33*u9+ m34*u10+ m35*u11; 139 140 dk[12]+= m0*u12 + m1*u13 + m2*u14 + m3*u15 + m4*u16 + m5*u17; 141 dk[13]+= m6*u12 + m7*u13 + m8*u14 + m9*u15+ m10*u16+ m11*u17; 142 dk[14]+= m12*u12+ m13*u13+ m14*u14+ m15*u15+ m16*u16+ m17*u17; 143 dk[15]+= m18*u12+ m19*u13+ m20*u14+ m21*u15+ m22*u16+ m23*u17; 144 dk[16]+= m24*u12+ m25*u13+ m26*u14+ m27*u15+ m28*u16+ m29*u17; 145 dk[17]+= m30*u12+ m31*u13+ m32*u14+ m33*u15+ m34*u16+ m35*u17; 146 147 dk[18]+= m0*u18 + m1*u19 + m2*u20 + m3*u21 + m4*u22 + m5*u23; 148 dk[19]+= m6*u18 + m7*u19 + m8*u20 + m9*u21+ m10*u22+ m11*u23; 149 dk[20]+= m12*u18+ m13*u19+ m14*u20+ m15*u21+ m16*u22+ m17*u23; 150 dk[21]+= m18*u18+ m19*u19+ m20*u20+ m21*u21+ m22*u22+ m23*u23; 151 dk[22]+= m24*u18+ m25*u19+ m26*u20+ m27*u21+ m28*u22+ m29*u23; 152 dk[23]+= m30*u18+ m31*u19+ m32*u20+ m33*u21+ m34*u22+ m35*u23; 153 154 dk[24]+= m0*u24 + m1*u25 + m2*u26 + m3*u27 + m4*u28 + m5*u29; 155 dk[25]+= m6*u24 + m7*u25 + m8*u26 + m9*u27+ m10*u28+ m11*u29; 156 dk[26]+= m12*u24+ m13*u25+ m14*u26+ m15*u27+ m16*u28+ m17*u29; 157 dk[27]+= m18*u24+ m19*u25+ m20*u26+ m21*u27+ m22*u28+ m23*u29; 158 dk[28]+= m24*u24+ m25*u25+ m26*u26+ m27*u27+ m28*u28+ m29*u29; 159 dk[29]+= m30*u24+ m31*u25+ m32*u26+ m33*u27+ m34*u28+ m35*u29; 160 161 dk[30]+= m0*u30 + m1*u31 + m2*u32 + m3*u33 + m4*u34 + m5*u35; 162 dk[31]+= m6*u30 + m7*u31 + m8*u32 + m9*u33+ m10*u34+ m11*u35; 163 dk[32]+= m12*u30+ m13*u31+ m14*u32+ m15*u33+ m16*u34+ m17*u35; 164 dk[33]+= m18*u30+ m19*u31+ m20*u32+ m21*u33+ m22*u34+ m23*u35; 165 dk[34]+= m24*u30+ m25*u31+ m26*u32+ m27*u33+ m28*u34+ m29*u35; 166 dk[35]+= m30*u30+ m31*u31+ m32*u32+ m33*u33+ m34*u34+ m35*u35; 167 168 ierr = PetscLogFlops(216.0*4.0);CHKERRQ(ierr); 169 170 /* update -U(i,k) */ 171 ierr = PetscMemcpy(ba+ili*36,uik,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 172 173 /* add multiple of row i to k-th row ... */ 174 jmin = ili + 1; jmax = bi[i+1]; 175 if (jmin < jmax) { 176 for (j=jmin; j<jmax; j++) { 177 /* w += -U(i,k)^T * U_bar(i,j) */ 178 wp = w + bj[j]*36; 179 u = ba + j*36; 180 181 u0 = u[0]; u1 = u[1]; u2 = u[2]; u3 = u[3]; u4 = u[4]; u5 = u[5]; u6 = u[6]; 182 u7 = u[7]; u8 = u[8]; u9 = u[9]; u10 = u[10]; u11 = u[11]; u12 = u[12]; u13 = u[13]; 183 u14 = u[14]; u15 = u[15]; u16 = u[16]; u17 = u[17]; u18 = u[18]; u19 = u[19]; u20 = u[20]; 184 u21 = u[21]; u22 = u[22]; u23 = u[23]; u24 = u[24]; u25 = u[25]; u26 = u[26]; u27 = u[27]; 185 u28 = u[28]; u29 = u[29]; u30 = u[30]; u31 = u[31]; u32 = u[32]; u33 = u[33]; u34 = u[34]; 186 u35 = u[35]; 187 188 wp[0] += m0*u0 + m1*u1 + m2*u2 + m3*u3 + m4*u4 + m5*u5; 189 wp[1] += m6*u0 + m7*u1 + m8*u2 + m9*u3+ m10*u4+ m11*u5; 190 wp[2] += m12*u0+ m13*u1+ m14*u2+ m15*u3+ m16*u4+ m17*u5; 191 wp[3] += m18*u0+ m19*u1+ m20*u2+ m21*u3+ m22*u4+ m23*u5; 192 wp[4] += m24*u0+ m25*u1+ m26*u2+ m27*u3+ m28*u4+ m29*u5; 193 wp[5] += m30*u0+ m31*u1+ m32*u2+ m33*u3+ m34*u4+ m35*u5; 194 195 wp[6] += m0*u6 + m1*u7 + m2*u8 + m3*u9 + m4*u10 + m5*u11; 196 wp[7] += m6*u6 + m7*u7 + m8*u8 + m9*u9+ m10*u10+ m11*u11; 197 wp[8] += m12*u6+ m13*u7+ m14*u8+ m15*u9+ m16*u10+ m17*u11; 198 wp[9] += m18*u6+ m19*u7+ m20*u8+ m21*u9+ m22*u10+ m23*u11; 199 wp[10]+= m24*u6+ m25*u7+ m26*u8+ m27*u9+ m28*u10+ m29*u11; 200 wp[11]+= m30*u6+ m31*u7+ m32*u8+ m33*u9+ m34*u10+ m35*u11; 201 202 wp[12]+= m0*u12 + m1*u13 + m2*u14 + m3*u15 + m4*u16 + m5*u17; 203 wp[13]+= m6*u12 + m7*u13 + m8*u14 + m9*u15+ m10*u16+ m11*u17; 204 wp[14]+= m12*u12+ m13*u13+ m14*u14+ m15*u15+ m16*u16+ m17*u17; 205 wp[15]+= m18*u12+ m19*u13+ m20*u14+ m21*u15+ m22*u16+ m23*u17; 206 wp[16]+= m24*u12+ m25*u13+ m26*u14+ m27*u15+ m28*u16+ m29*u17; 207 wp[17]+= m30*u12+ m31*u13+ m32*u14+ m33*u15+ m34*u16+ m35*u17; 208 209 wp[18]+= m0*u18 + m1*u19 + m2*u20 + m3*u21 + m4*u22 + m5*u23; 210 wp[19]+= m6*u18 + m7*u19 + m8*u20 + m9*u21+ m10*u22+ m11*u23; 211 wp[20]+= m12*u18+ m13*u19+ m14*u20+ m15*u21+ m16*u22+ m17*u23; 212 wp[21]+= m18*u18+ m19*u19+ m20*u20+ m21*u21+ m22*u22+ m23*u23; 213 wp[22]+= m24*u18+ m25*u19+ m26*u20+ m27*u21+ m28*u22+ m29*u23; 214 wp[23]+= m30*u18+ m31*u19+ m32*u20+ m33*u21+ m34*u22+ m35*u23; 215 216 wp[24]+= m0*u24 + m1*u25 + m2*u26 + m3*u27 + m4*u28 + m5*u29; 217 wp[25]+= m6*u24 + m7*u25 + m8*u26 + m9*u27+ m10*u28+ m11*u29; 218 wp[26]+= m12*u24+ m13*u25+ m14*u26+ m15*u27+ m16*u28+ m17*u29; 219 wp[27]+= m18*u24+ m19*u25+ m20*u26+ m21*u27+ m22*u28+ m23*u29; 220 wp[28]+= m24*u24+ m25*u25+ m26*u26+ m27*u27+ m28*u28+ m29*u29; 221 wp[29]+= m30*u24+ m31*u25+ m32*u26+ m33*u27+ m34*u28+ m35*u29; 222 223 wp[30]+= m0*u30 + m1*u31 + m2*u32 + m3*u33 + m4*u34 + m5*u35; 224 wp[31]+= m6*u30 + m7*u31 + m8*u32 + m9*u33+ m10*u34+ m11*u35; 225 wp[32]+= m12*u30+ m13*u31+ m14*u32+ m15*u33+ m16*u34+ m17*u35; 226 wp[33]+= m18*u30+ m19*u31+ m20*u32+ m21*u33+ m22*u34+ m23*u35; 227 wp[34]+= m24*u30+ m25*u31+ m26*u32+ m27*u33+ m28*u34+ m29*u35; 228 wp[35]+= m30*u30+ m31*u31+ m32*u32+ m33*u33+ m34*u34+ m35*u35; 229 } 230 ierr = PetscLogFlops(2.0*216.0*(jmax-jmin));CHKERRQ(ierr); 231 232 /* ... add i to row list for next nonzero entry */ 233 il[i] = jmin; /* update il(i) in column k+1, ... mbs-1 */ 234 j = bj[jmin]; 235 jl[i] = jl[j]; jl[j] = i; /* update jl */ 236 } 237 i = nexti; 238 } 239 240 /* save nonzero entries in k-th row of U ... */ 241 242 /* invert diagonal block */ 243 d = ba+k*36; 244 ierr = PetscMemcpy(d,dk,36*sizeof(MatScalar));CHKERRQ(ierr); 245 ierr = PetscKernel_A_gets_inverse_A_6(d,shift);CHKERRQ(ierr); 246 247 jmin = bi[k]; jmax = bi[k+1]; 248 if (jmin < jmax) { 249 for (j=jmin; j<jmax; j++) { 250 vj = bj[j]; /* block col. index of U */ 251 u = ba + j*36; 252 wp = w + vj*36; 253 for (k1=0; k1<36; k1++) { 254 *u++ = *wp; 255 *wp++ = 0.0; 256 } 257 } 258 259 /* ... add k to row list for first nonzero entry in k-th row */ 260 il[k] = jmin; 261 i = bj[jmin]; 262 jl[k] = jl[i]; jl[i] = k; 263 } 264 } 265 266 ierr = PetscFree(w);CHKERRQ(ierr); 267 ierr = PetscFree2(il,jl);CHKERRQ(ierr); 268 ierr = PetscFree2(dk,uik);CHKERRQ(ierr); 269 270 C->ops->solve = MatSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering_inplace; 271 C->ops->solvetranspose = MatSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering_inplace; 272 C->ops->forwardsolve = MatForwardSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering_inplace; 273 C->ops->backwardsolve = MatBackwardSolve_SeqSBAIJ_6_NaturalOrdering_inplace; 274 C->assembled = PETSC_TRUE; 275 C->preallocated = PETSC_TRUE; 276 277 ierr = PetscLogFlops(1.3333*216*b->mbs);CHKERRQ(ierr); /* from inverting diagonal blocks */ 278 PetscFunctionReturn(0); 279 } 280