xref: /petsc/src/mat/tests/ex242.c (revision 9a3a8673b4aea812b2f0c314666d2e7ff14d2577)
1d24d4204SJose E. Roman static char help[] = "Tests ScaLAPACK interface.\n\n";
2d24d4204SJose E. Roman 
3d24d4204SJose E. Roman #include <petscmat.h>
4d24d4204SJose E. Roman 
main(int argc,char ** args)5d71ae5a4SJacob Faibussowitsch int main(int argc, char **args)
6d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
7f7ec113fSDamian Marek   Mat             Cdense, Caij, B, C, Ct, Asub;
8d24d4204SJose E. Roman   Vec             d;
9d24d4204SJose E. Roman   PetscInt        i, j, M = 5, N, mb = 2, nb, nrows, ncols, mloc, nloc;
10d24d4204SJose E. Roman   const PetscInt *rows, *cols;
11d24d4204SJose E. Roman   IS              isrows, iscols;
12d24d4204SJose E. Roman   PetscScalar    *v;
13f7ec113fSDamian Marek   PetscMPIInt     rank, color;
14d24d4204SJose E. Roman   PetscReal       Cnorm;
15d24d4204SJose E. Roman   PetscBool       flg, mats_view = PETSC_FALSE;
16f7ec113fSDamian Marek   MPI_Comm        subcomm;
17d24d4204SJose E. Roman 
18327415f7SBarry Smith   PetscFunctionBeginUser;
19c8025a54SPierre Jolivet   PetscCall(PetscInitialize(&argc, &args, NULL, help));
209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(PETSC_COMM_WORLD, &rank));
219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL, NULL, "-M", &M, NULL));
22d24d4204SJose E. Roman   N = M;
239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL, NULL, "-N", &N, NULL));
249566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL, NULL, "-mb", &mb, NULL));
25d24d4204SJose E. Roman   nb = mb;
269566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL, NULL, "-nb", &nb, NULL));
279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL, NULL, "-mats_view", &mats_view));
28d24d4204SJose E. Roman 
299566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD, &C));
309566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(C, MATSCALAPACK));
31d24d4204SJose E. Roman   mloc = PETSC_DECIDE;
329566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD, &mloc, &M));
33d24d4204SJose E. Roman   nloc = PETSC_DECIDE;
349566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD, &nloc, &N));
359566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(C, mloc, nloc, M, N));
369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(C, mb, nb));
379566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(C));
389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(C));
399566063dSJacob Faibussowitsch   /*PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&C)); */
40d24d4204SJose E. Roman 
419566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(C, &isrows, &iscols));
429566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows, &nrows));
439566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows, &rows));
449566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols, &ncols));
459566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols, &cols));
469566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(nrows * ncols, &v));
47d24d4204SJose E. Roman   for (i = 0; i < nrows; i++) {
48d24d4204SJose E. Roman     for (j = 0; j < ncols; j++) v[i * ncols + j] = (PetscReal)(rows[i] + 1 + (cols[j] + 1) * 0.01);
49d24d4204SJose E. Roman   }
509566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(C, nrows, rows, ncols, cols, v, INSERT_VALUES));
519566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
529566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows, &rows));
539566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols, &cols));
549566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(C, MAT_FINAL_ASSEMBLY));
559566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(C, MAT_FINAL_ASSEMBLY));
569566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
579566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
58d24d4204SJose E. Roman 
59d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatView(), MatDuplicate() and out-of-place MatConvert() */
609566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDuplicate(C, MAT_COPY_VALUES, &B));
61d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
629566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "Duplicated C:\n"));
639566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
64d24d4204SJose E. Roman   }
659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(C, MATDENSE, MAT_INITIAL_MATRIX, &Cdense));
679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultEqual(C, Cdense, 5, &flg));
6828b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_PLIB, "Check fails: Cdense != C");
69d24d4204SJose E. Roman 
70d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatNorm() */
719566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatNorm(C, NORM_1, &Cnorm));
72d24d4204SJose E. Roman 
73d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatTranspose(), MatZeroEntries() and MatGetDiagonal() */
749566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatTranspose(C, MAT_INITIAL_MATRIX, &Ct));
759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConjugate(Ct));
76d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
779566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "C's Transpose Conjugate:\n"));
789566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(Ct, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
79d24d4204SJose E. Roman   }
809566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatZeroEntries(Ct));
819566063dSJacob Faibussowitsch   if (M > N) PetscCall(MatCreateVecs(C, &d, NULL));
829566063dSJacob Faibussowitsch   else PetscCall(MatCreateVecs(C, NULL, &d));
839566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetDiagonal(C, d));
84d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
859566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "Diagonal of C:\n"));
869566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecView(d, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
87d24d4204SJose E. Roman   }
88d24d4204SJose E. Roman   if (M > N) {
899566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C, NULL, d));
90d24d4204SJose E. Roman   } else {
919566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C, d, NULL));
92d24d4204SJose E. Roman   }
93d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
949566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "Diagonal Scaled C:\n"));
959566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(C, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
96d24d4204SJose E. Roman   }
97d24d4204SJose E. Roman 
98d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatAXPY(), MatAYPX() and in-place MatConvert() */
999566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD, &B));
1009566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(B, MATSCALAPACK));
1019566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(B, mloc, nloc, PETSC_DECIDE, PETSC_DECIDE));
1029566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(B, mb, nb));
1039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(B));
1049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(B));
1059566063dSJacob Faibussowitsch   /* PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&B)); */
1069566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(B, &isrows, &iscols));
1079566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows, &nrows));
1089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows, &rows));
1099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols, &ncols));
1109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols, &cols));
1119566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(nrows * ncols, &v));
112d24d4204SJose E. Roman   for (i = 0; i < nrows; i++) {
113d24d4204SJose E. Roman     for (j = 0; j < ncols; j++) v[i * ncols + j] = (PetscReal)(1000 * rows[i] + cols[j]);
114d24d4204SJose E. Roman   }
1159566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(B, nrows, rows, ncols, cols, v, INSERT_VALUES));
1169566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
1179566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows, &rows));
1189566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols, &cols));
1199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(B, MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(B, MAT_FINAL_ASSEMBLY));
121d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1229566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "B:\n"));
1239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
124d24d4204SJose E. Roman   }
1259566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAXPY(B, 2.5, C, SAME_NONZERO_PATTERN));
1269566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAYPX(B, 3.75, C, SAME_NONZERO_PATTERN));
1279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(B, MATDENSE, MAT_INPLACE_MATRIX, &B));
128d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "B after MatAXPY and MatAYPX:\n"));
1309566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
131d24d4204SJose E. Roman   }
1329566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
1339566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
1349566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
135d24d4204SJose E. Roman 
136d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatTransposeMult(): B = C*C^T */
137fb842aefSJose E. Roman   PetscCall(MatMatTransposeMult(C, C, MAT_INITIAL_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &B));
1389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScale(C, 2.0));
139fb842aefSJose E. Roman   PetscCall(MatMatTransposeMult(C, C, MAT_REUSE_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &B));
1409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMultEqual(C, C, B, 10, &flg));
14128b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_PLIB, "Check fails: B != C*C^T");
142d24d4204SJose E. Roman 
143d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1449566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "C MatMatTransposeMult C:\n"));
1459566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
146d24d4204SJose E. Roman   }
147e0d15688SBlanca Mellado Pinto   PetscCall(MatDestroy(&B));
148e0d15688SBlanca Mellado Pinto 
149e0d15688SBlanca Mellado Pinto   /* Test MatTransposeMatMult(): B = C^T*C */
150fb842aefSJose E. Roman   PetscCall(MatTransposeMatMult(C, C, MAT_INITIAL_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &B));
151e0d15688SBlanca Mellado Pinto   PetscCall(MatScale(C, 2.0));
152fb842aefSJose E. Roman   PetscCall(MatTransposeMatMult(C, C, MAT_REUSE_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &B));
153e0d15688SBlanca Mellado Pinto   PetscCall(MatTransposeMatMultEqual(C, C, B, 10, &flg));
154e0d15688SBlanca Mellado Pinto   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_PLIB, "Check fails: B != C^T*C");
155e0d15688SBlanca Mellado Pinto 
156e0d15688SBlanca Mellado Pinto   if (mats_view) {
157e0d15688SBlanca Mellado Pinto     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD, "C MatTransposeMatMult C:\n"));
158e0d15688SBlanca Mellado Pinto     PetscCall(MatView(B, PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
159e0d15688SBlanca Mellado Pinto   }
160d24d4204SJose E. Roman 
161d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMult() */
1629566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatComputeOperator(C, MATAIJ, &Caij));
1639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultEqual(C, Caij, 5, &flg));
16428b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE, "C != Caij. MatMultEqual() fails");
1659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeEqual(C, Caij, 5, &flg));
16628b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE, "C != Caij. MatMultTransposeEqual() fails");
167d24d4204SJose E. Roman 
168d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMultAdd() and MatMultTransposeAddEqual() */
1699566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultAddEqual(C, Caij, 5, &flg));
17028b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE, "C != Caij. MatMultAddEqual() fails");
1719566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeAddEqual(C, Caij, 5, &flg));
17228b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE, "C != Caij. MatMultTransposeAddEqual() fails");
173d24d4204SJose E. Roman 
174d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatMult() */
1759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL, NULL, "-test_matmatmult", &flg));
176d24d4204SJose E. Roman   if (flg) {
177d24d4204SJose E. Roman     Mat CC, CCaij;
178fb842aefSJose E. Roman     PetscCall(MatMatMult(C, C, MAT_INITIAL_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &CC));
179fb842aefSJose E. Roman     PetscCall(MatMatMult(Caij, Caij, MAT_INITIAL_MATRIX, PETSC_DETERMINE, &CCaij));
1809566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMultEqual(CC, CCaij, 5, &flg));
18128b400f6SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(flg, PETSC_COMM_WORLD, PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE, "CC != CCaij. MatMatMult() fails");
1829566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CCaij));
1839566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CC));
184d24d4204SJose E. Roman   }
185d24d4204SJose E. Roman 
186f7ec113fSDamian Marek   /* Test MatCreate() on subcomm */
187f7ec113fSDamian Marek   color = rank % 2;
1889566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_split(PETSC_COMM_WORLD, color, 0, &subcomm));
189f7ec113fSDamian Marek   if (color == 0) {
1909566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreate(subcomm, &Asub));
1919566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetType(Asub, MATSCALAPACK));
192f7ec113fSDamian Marek     mloc = PETSC_DECIDE;
1939566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm, &mloc, &M));
194f7ec113fSDamian Marek     nloc = PETSC_DECIDE;
1959566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm, &nloc, &N));
1969566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetSizes(Asub, mloc, nloc, M, N));
1979566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(Asub, mb, nb));
1989566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetFromOptions(Asub));
1999566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetUp(Asub));
2009566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&Asub));
201f7ec113fSDamian Marek   }
202f7ec113fSDamian Marek 
2039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Cdense));
2049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Caij));
2059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
2069566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&C));
2079566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Ct));
2089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&d));
2099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_free(&subcomm));
2109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFinalize());
211b122ec5aSJacob Faibussowitsch   return 0;
212d24d4204SJose E. Roman }
213d24d4204SJose E. Roman 
214d24d4204SJose E. Roman /*TEST
215d24d4204SJose E. Roman 
216d24d4204SJose E. Roman   build:
217*cf053153SJunchao Zhang     requires: scalapack double
218d24d4204SJose E. Roman 
219*cf053153SJunchao Zhang   testset:
2203886731fSPierre Jolivet     output_file: output/empty.out
221d24d4204SJose E. Roman 
222d24d4204SJose E. Roman     test:
223*cf053153SJunchao Zhang       nsize: 2
224*cf053153SJunchao Zhang       args: -mb 5 -nb 5 -M 12 -N 10
225*cf053153SJunchao Zhang 
226*cf053153SJunchao Zhang     test:
227d24d4204SJose E. Roman       suffix: 2
228d24d4204SJose E. Roman       nsize: 6
229d24d4204SJose E. Roman       args: -mb 8 -nb 6 -M 20 -N 50
230d24d4204SJose E. Roman 
231d24d4204SJose E. Roman     test:
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