xref: /petsc/src/mat/tests/ex242.c (revision 28b400f66ebc7ae0049166a2294dfcd3df27e64b)
1d24d4204SJose E. Roman 
2d24d4204SJose E. Roman static char help[] = "Tests ScaLAPACK interface.\n\n";
3d24d4204SJose E. Roman 
4d24d4204SJose E. Roman #include <petscmat.h>
5d24d4204SJose E. Roman 
6d24d4204SJose E. Roman int main(int argc,char **args)
7d24d4204SJose E. Roman {
8f7ec113fSDamian Marek   Mat            Cdense,Caij,B,C,Ct,Asub;
9d24d4204SJose E. Roman   Vec            d;
10d24d4204SJose E. Roman   PetscInt       i,j,M = 5,N,mb = 2,nb,nrows,ncols,mloc,nloc;
11d24d4204SJose E. Roman   const PetscInt *rows,*cols;
12d24d4204SJose E. Roman   IS             isrows,iscols;
13d24d4204SJose E. Roman   PetscErrorCode ierr;
14d24d4204SJose E. Roman   PetscScalar    *v;
15f7ec113fSDamian Marek   PetscMPIInt    rank,color;
16d24d4204SJose E. Roman   PetscReal      Cnorm;
17d24d4204SJose E. Roman   PetscBool      flg,mats_view=PETSC_FALSE;
18f7ec113fSDamian Marek   MPI_Comm       subcomm;
19d24d4204SJose E. Roman 
20d24d4204SJose E. Roman   ierr = PetscInitialize(&argc,&args,(char*)0,help);if (ierr) return ierr;
215f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRMPI(MPI_Comm_rank(PETSC_COMM_WORLD,&rank));
225f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-M",&M,NULL));
23d24d4204SJose E. Roman   N    = M;
245f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-N",&N,NULL));
255f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-mb",&mb,NULL));
26d24d4204SJose E. Roman   nb   = mb;
275f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-nb",&nb,NULL));
285f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-mats_view",&mats_view));
29d24d4204SJose E. Roman 
305f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&C));
315f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetType(C,MATSCALAPACK));
32d24d4204SJose E. Roman   mloc = PETSC_DECIDE;
335f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&mloc,&M));
34d24d4204SJose E. Roman   nloc = PETSC_DECIDE;
355f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&nloc,&N));
365f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetSizes(C,mloc,nloc,M,N));
375f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatScaLAPACKSetBlockSizes(C,mb,nb));
385f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetFromOptions(C));
395f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetUp(C));
405f80ce2aSJacob Faibussowitsch   /*CHKERRQ(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&C)); */
41d24d4204SJose E. Roman 
425f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatGetOwnershipIS(C,&isrows,&iscols));
435f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
445f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetIndices(isrows,&rows));
455f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
465f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetIndices(iscols,&cols));
475f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscMalloc1(nrows*ncols,&v));
48d24d4204SJose E. Roman   for (i=0;i<nrows;i++) {
49d24d4204SJose E. Roman     for (j=0;j<ncols;j++) v[i*ncols+j] = (PetscReal)(rows[i]+1+(cols[j]+1)*0.01);
50d24d4204SJose E. Roman   }
515f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetValues(C,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
525f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscFree(v));
535f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
545f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
555f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAssemblyBegin(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
565f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAssemblyEnd(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
575f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISDestroy(&isrows));
585f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISDestroy(&iscols));
59d24d4204SJose E. Roman 
60d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatView(), MatDuplicate() and out-of-place MatConvert() */
615f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDuplicate(C,MAT_COPY_VALUES,&B));
62d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
635f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Duplicated C:\n"));
645f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
65d24d4204SJose E. Roman   }
665f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&B));
675f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatConvert(C,MATDENSE,MAT_INITIAL_MATRIX,&Cdense));
685f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMultEqual(C,Cdense,5,&flg));
69*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_PLIB,"Check fails: Cdense != C");
70d24d4204SJose E. Roman 
71d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatNorm() */
725f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatNorm(C,NORM_1,&Cnorm));
73d24d4204SJose E. Roman 
74d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatTranspose(), MatZeroEntries() and MatGetDiagonal() */
755f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatTranspose(C,MAT_INITIAL_MATRIX,&Ct));
765f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatConjugate(Ct));
77d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
785f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C's Transpose Conjugate:\n"));
795f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(Ct,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
80d24d4204SJose E. Roman   }
815f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatZeroEntries(Ct));
825f80ce2aSJacob Faibussowitsch   if (M>N) CHKERRQ(MatCreateVecs(C,&d,NULL));
835f80ce2aSJacob Faibussowitsch   else CHKERRQ(MatCreateVecs(C,NULL,&d));
845f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatGetDiagonal(C,d));
85d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
865f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal of C:\n"));
875f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(VecView(d,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
88d24d4204SJose E. Roman   }
89d24d4204SJose E. Roman   if (M>N) {
905f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatDiagonalScale(C,NULL,d));
91d24d4204SJose E. Roman   } else {
925f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatDiagonalScale(C,d,NULL));
93d24d4204SJose E. Roman   }
94d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
955f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal Scaled C:\n"));
965f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(C,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
97d24d4204SJose E. Roman   }
98d24d4204SJose E. Roman 
99d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatAXPY(), MatAYPX() and in-place MatConvert() */
1005f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&B));
1015f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetType(B,MATSCALAPACK));
1025f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetSizes(B,mloc,nloc,PETSC_DECIDE,PETSC_DECIDE));
1035f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatScaLAPACKSetBlockSizes(B,mb,nb));
1045f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetFromOptions(B));
1055f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetUp(B));
1065f80ce2aSJacob Faibussowitsch   /* CHKERRQ(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&B)); */
1075f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatGetOwnershipIS(B,&isrows,&iscols));
1085f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
1095f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetIndices(isrows,&rows));
1105f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
1115f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISGetIndices(iscols,&cols));
1125f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscMalloc1(nrows*ncols,&v));
113d24d4204SJose E. Roman   for (i=0;i<nrows;i++) {
114d24d4204SJose E. Roman     for (j=0;j<ncols;j++) v[i*ncols+j] = (PetscReal)(1000*rows[i]+cols[j]);
115d24d4204SJose E. Roman   }
1165f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatSetValues(B,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
1175f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscFree(v));
1185f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
1195f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
1205f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAssemblyBegin(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1215f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAssemblyEnd(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
122d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1235f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B:\n"));
1245f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
125d24d4204SJose E. Roman   }
1265f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAXPY(B,2.5,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
1275f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatAYPX(B,3.75,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
1285f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatConvert(B,MATDENSE,MAT_INPLACE_MATRIX,&B));
129d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1305f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B after MatAXPY and MatAYPX:\n"));
1315f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
132d24d4204SJose E. Roman   }
1335f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISDestroy(&isrows));
1345f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(ISDestroy(&iscols));
1355f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&B));
136d24d4204SJose E. Roman 
137d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatTransposeMult(): B = C*C^T */
1385f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
1395f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatScale(C,2.0));
1405f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_REUSE_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
1415f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMatTransposeMultEqual(C,C,B,10,&flg));
142*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_PLIB,"Check fails: B != C*C^T");
143d24d4204SJose E. Roman 
144d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1455f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C MatMatTransposeMult C:\n"));
1465f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
147d24d4204SJose E. Roman   }
148d24d4204SJose E. Roman 
149d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMult() */
1505f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatComputeOperator(C,MATAIJ,&Caij));
1515f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMultEqual(C,Caij,5,&flg));
152*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultEqual() fails");
1535f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMultTransposeEqual(C,Caij,5,&flg));
154*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeEqual() fails");
155d24d4204SJose E. Roman 
156d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMultAdd() and MatMultTransposeAddEqual() */
1575f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMultAddEqual(C,Caij,5,&flg));
158*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultAddEqual() fails");
1595f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatMultTransposeAddEqual(C,Caij,5,&flg));
160*28b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeAddEqual() fails");
161d24d4204SJose E. Roman 
162d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatMult() */
1635f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-test_matmatmult",&flg));
164d24d4204SJose E. Roman   if (flg) {
165d24d4204SJose E. Roman     Mat CC,CCaij;
1665f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatMatMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CC));
1675f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatMatMult(Caij,Caij,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CCaij));
1685f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatMultEqual(CC,CCaij,5,&flg));
169*28b400f6SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"CC != CCaij. MatMatMult() fails");
1705f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatDestroy(&CCaij));
1715f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatDestroy(&CC));
172d24d4204SJose E. Roman   }
173d24d4204SJose E. Roman 
174f7ec113fSDamian Marek   /* Test MatCreate() on subcomm */
175f7ec113fSDamian Marek   color = rank%2;
1765f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRMPI(MPI_Comm_split(PETSC_COMM_WORLD,color,0,&subcomm));
177f7ec113fSDamian Marek   if (color==0) {
1785f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatCreate(subcomm,&Asub));
1795f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatSetType(Asub,MATSCALAPACK));
180f7ec113fSDamian Marek     mloc = PETSC_DECIDE;
1815f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&mloc,&M));
182f7ec113fSDamian Marek     nloc = PETSC_DECIDE;
1835f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&nloc,&N));
1845f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatSetSizes(Asub,mloc,nloc,M,N));
1855f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatScaLAPACKSetBlockSizes(Asub,mb,nb));
1865f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatSetFromOptions(Asub));
1875f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatSetUp(Asub));
1885f80ce2aSJacob Faibussowitsch     CHKERRQ(MatDestroy(&Asub));
189f7ec113fSDamian Marek   }
190f7ec113fSDamian Marek 
1915f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&Cdense));
1925f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&Caij));
1935f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&B));
1945f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&C));
1955f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(MatDestroy(&Ct));
1965f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRQ(VecDestroy(&d));
1975f80ce2aSJacob Faibussowitsch   CHKERRMPI(MPI_Comm_free(&subcomm));
198d24d4204SJose E. Roman   ierr = PetscFinalize();
199d24d4204SJose E. Roman   return ierr;
200d24d4204SJose E. Roman }
201d24d4204SJose E. Roman 
202d24d4204SJose E. Roman /*TEST
203d24d4204SJose E. Roman 
204d24d4204SJose E. Roman    build:
205d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
206d24d4204SJose E. Roman 
207d24d4204SJose E. Roman    test:
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212d24d4204SJose E. Roman    test:
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216d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
217d24d4204SJose E. Roman       output_file: output/ex242_1.out
218d24d4204SJose E. Roman 
219d24d4204SJose E. Roman    test:
220d24d4204SJose E. Roman       suffix: 3
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225d24d4204SJose E. Roman 
226d24d4204SJose E. Roman TEST*/
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