xref: /petsc/src/mat/tests/ex242.c (revision 327415f76d85372a4417cf1aaa14db707d4d6c04)
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   PetscScalar    *v;
14f7ec113fSDamian Marek   PetscMPIInt    rank,color;
15d24d4204SJose E. Roman   PetscReal      Cnorm;
16d24d4204SJose E. Roman   PetscBool      flg,mats_view=PETSC_FALSE;
17f7ec113fSDamian Marek   MPI_Comm       subcomm;
18d24d4204SJose E. Roman 
19*327415f7SBarry Smith   PetscFunctionBeginUser;
209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInitialize(&argc,&args,(char*)0,help));
219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(PETSC_COMM_WORLD,&rank));
229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-M",&M,NULL));
23d24d4204SJose E. Roman   N    = M;
249566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-N",&N,NULL));
259566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-mb",&mb,NULL));
26d24d4204SJose E. Roman   nb   = mb;
279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-nb",&nb,NULL));
289566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-mats_view",&mats_view));
29d24d4204SJose E. Roman 
309566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&C));
319566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(C,MATSCALAPACK));
32d24d4204SJose E. Roman   mloc = PETSC_DECIDE;
339566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&mloc,&M));
34d24d4204SJose E. Roman   nloc = PETSC_DECIDE;
359566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&nloc,&N));
369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(C,mloc,nloc,M,N));
379566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(C,mb,nb));
389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(C));
399566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(C));
409566063dSJacob Faibussowitsch   /*PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&C)); */
41d24d4204SJose E. Roman 
429566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(C,&isrows,&iscols));
439566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
449566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows,&rows));
459566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
469566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols,&cols));
479566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(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   }
519566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(C,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
529566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
539566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
549566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
559566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
569566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
579566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
589566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
59d24d4204SJose E. Roman 
60d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatView(), MatDuplicate() and out-of-place MatConvert() */
619566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDuplicate(C,MAT_COPY_VALUES,&B));
62d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
639566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Duplicated C:\n"));
649566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
65d24d4204SJose E. Roman   }
669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(C,MATDENSE,MAT_INITIAL_MATRIX,&Cdense));
689566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultEqual(C,Cdense,5,&flg));
6928b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_PLIB,"Check fails: Cdense != C");
70d24d4204SJose E. Roman 
71d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatNorm() */
729566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatNorm(C,NORM_1,&Cnorm));
73d24d4204SJose E. Roman 
74d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatTranspose(), MatZeroEntries() and MatGetDiagonal() */
759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatTranspose(C,MAT_INITIAL_MATRIX,&Ct));
769566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConjugate(Ct));
77d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
789566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C's Transpose Conjugate:\n"));
799566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(Ct,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
80d24d4204SJose E. Roman   }
819566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatZeroEntries(Ct));
829566063dSJacob Faibussowitsch   if (M>N) PetscCall(MatCreateVecs(C,&d,NULL));
839566063dSJacob Faibussowitsch   else PetscCall(MatCreateVecs(C,NULL,&d));
849566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetDiagonal(C,d));
85d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
869566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal of C:\n"));
879566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecView(d,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
88d24d4204SJose E. Roman   }
89d24d4204SJose E. Roman   if (M>N) {
909566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C,NULL,d));
91d24d4204SJose E. Roman   } else {
929566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C,d,NULL));
93d24d4204SJose E. Roman   }
94d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
959566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal Scaled C:\n"));
969566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(C,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
97d24d4204SJose E. Roman   }
98d24d4204SJose E. Roman 
99d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatAXPY(), MatAYPX() and in-place MatConvert() */
1009566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&B));
1019566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(B,MATSCALAPACK));
1029566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(B,mloc,nloc,PETSC_DECIDE,PETSC_DECIDE));
1039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(B,mb,nb));
1049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(B));
1059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(B));
1069566063dSJacob Faibussowitsch   /* PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&B)); */
1079566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(B,&isrows,&iscols));
1089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
1099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows,&rows));
1109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
1119566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols,&cols));
1129566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(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   }
1169566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(B,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
1179566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
1189566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
1199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
1209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
122d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B:\n"));
1249566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
125d24d4204SJose E. Roman   }
1269566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAXPY(B,2.5,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
1279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAYPX(B,3.75,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
1289566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(B,MATDENSE,MAT_INPLACE_MATRIX,&B));
129d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1309566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B after MatAXPY and MatAYPX:\n"));
1319566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
132d24d4204SJose E. Roman   }
1339566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
1349566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
1359566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
136d24d4204SJose E. Roman 
137d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatTransposeMult(): B = C*C^T */
1389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
1399566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScale(C,2.0));
1409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_REUSE_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
1419566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMultEqual(C,C,B,10,&flg));
14228b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_PLIB,"Check fails: B != C*C^T");
143d24d4204SJose E. Roman 
144d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
1459566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C MatMatTransposeMult C:\n"));
1469566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
147d24d4204SJose E. Roman   }
148d24d4204SJose E. Roman 
149d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMult() */
1509566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatComputeOperator(C,MATAIJ,&Caij));
1519566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultEqual(C,Caij,5,&flg));
15228b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultEqual() fails");
1539566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeEqual(C,Caij,5,&flg));
15428b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeEqual() fails");
155d24d4204SJose E. Roman 
156d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMultAdd() and MatMultTransposeAddEqual() */
1579566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultAddEqual(C,Caij,5,&flg));
15828b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultAddEqual() fails");
1599566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeAddEqual(C,Caij,5,&flg));
16028b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeAddEqual() fails");
161d24d4204SJose E. Roman 
162d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatMult() */
1639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-test_matmatmult",&flg));
164d24d4204SJose E. Roman   if (flg) {
165d24d4204SJose E. Roman     Mat CC,CCaij;
1669566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMatMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CC));
1679566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMatMult(Caij,Caij,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CCaij));
1689566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMultEqual(CC,CCaij,5,&flg));
16928b400f6SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"CC != CCaij. MatMatMult() fails");
1709566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CCaij));
1719566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CC));
172d24d4204SJose E. Roman   }
173d24d4204SJose E. Roman 
174f7ec113fSDamian Marek   /* Test MatCreate() on subcomm */
175f7ec113fSDamian Marek   color = rank%2;
1769566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_split(PETSC_COMM_WORLD,color,0,&subcomm));
177f7ec113fSDamian Marek   if (color==0) {
1789566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreate(subcomm,&Asub));
1799566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetType(Asub,MATSCALAPACK));
180f7ec113fSDamian Marek     mloc = PETSC_DECIDE;
1819566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&mloc,&M));
182f7ec113fSDamian Marek     nloc = PETSC_DECIDE;
1839566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&nloc,&N));
1849566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetSizes(Asub,mloc,nloc,M,N));
1859566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(Asub,mb,nb));
1869566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetFromOptions(Asub));
1879566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetUp(Asub));
1889566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&Asub));
189f7ec113fSDamian Marek   }
190f7ec113fSDamian Marek 
1919566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Cdense));
1929566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Caij));
1939566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
1949566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&C));
1959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Ct));
1969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&d));
1979566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_free(&subcomm));
1989566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFinalize());
199b122ec5aSJacob Faibussowitsch   return 0;
200d24d4204SJose E. Roman }
201d24d4204SJose E. Roman 
202d24d4204SJose E. Roman /*TEST
203d24d4204SJose E. Roman 
204d24d4204SJose E. Roman    build:
205d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
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207d24d4204SJose E. Roman    test:
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225d24d4204SJose E. Roman 
226d24d4204SJose E. Roman TEST*/
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