xref: /petsc/src/mat/tests/ex242.c (revision 9566063d113dddea24716c546802770db7481bc0)
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*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInitialize(&argc,&args,(char*)0,help));
20*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_rank(PETSC_COMM_WORLD,&rank));
21*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-M",&M,NULL));
22d24d4204SJose E. Roman   N    = M;
23*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-N",&N,NULL));
24*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-mb",&mb,NULL));
25d24d4204SJose E. Roman   nb   = mb;
26*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-nb",&nb,NULL));
27*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-mats_view",&mats_view));
28d24d4204SJose E. Roman 
29*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&C));
30*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(C,MATSCALAPACK));
31d24d4204SJose E. Roman   mloc = PETSC_DECIDE;
32*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&mloc,&M));
33d24d4204SJose E. Roman   nloc = PETSC_DECIDE;
34*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(PETSC_COMM_WORLD,&nloc,&N));
35*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(C,mloc,nloc,M,N));
36*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(C,mb,nb));
37*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(C));
38*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(C));
39*9566063dSJacob Faibussowitsch   /*PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&C)); */
40d24d4204SJose E. Roman 
41*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(C,&isrows,&iscols));
42*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
43*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows,&rows));
44*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
45*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols,&cols));
46*9566063dSJacob 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   }
50*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(C,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
51*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
52*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
53*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
54*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
55*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
56*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
57*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
58d24d4204SJose E. Roman 
59d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatView(), MatDuplicate() and out-of-place MatConvert() */
60*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDuplicate(C,MAT_COPY_VALUES,&B));
61d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
62*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Duplicated C:\n"));
63*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
64d24d4204SJose E. Roman   }
65*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
66*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(C,MATDENSE,MAT_INITIAL_MATRIX,&Cdense));
67*9566063dSJacob 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() */
71*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatNorm(C,NORM_1,&Cnorm));
72d24d4204SJose E. Roman 
73d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatTranspose(), MatZeroEntries() and MatGetDiagonal() */
74*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatTranspose(C,MAT_INITIAL_MATRIX,&Ct));
75*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConjugate(Ct));
76d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
77*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C's Transpose Conjugate:\n"));
78*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(Ct,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
79d24d4204SJose E. Roman   }
80*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatZeroEntries(Ct));
81*9566063dSJacob Faibussowitsch   if (M>N) PetscCall(MatCreateVecs(C,&d,NULL));
82*9566063dSJacob Faibussowitsch   else PetscCall(MatCreateVecs(C,NULL,&d));
83*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetDiagonal(C,d));
84d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
85*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal of C:\n"));
86*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecView(d,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
87d24d4204SJose E. Roman   }
88d24d4204SJose E. Roman   if (M>N) {
89*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C,NULL,d));
90d24d4204SJose E. Roman   } else {
91*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDiagonalScale(C,d,NULL));
92d24d4204SJose E. Roman   }
93d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
94*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Diagonal Scaled C:\n"));
95*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(C,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
96d24d4204SJose E. Roman   }
97d24d4204SJose E. Roman 
98d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatAXPY(), MatAYPX() and in-place MatConvert() */
99*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&B));
100*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(B,MATSCALAPACK));
101*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(B,mloc,nloc,PETSC_DECIDE,PETSC_DECIDE));
102*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(B,mb,nb));
103*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(B));
104*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(B));
105*9566063dSJacob Faibussowitsch   /* PetscCall(MatCreateScaLAPACK(PETSC_COMM_WORLD,mb,nb,M,N,0,0,&B)); */
106*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipIS(B,&isrows,&iscols));
107*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(isrows,&nrows));
108*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(isrows,&rows));
109*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetLocalSize(iscols,&ncols));
110*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISGetIndices(iscols,&cols));
111*9566063dSJacob 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   }
115*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetValues(B,nrows,rows,ncols,cols,v,INSERT_VALUES));
116*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(v));
117*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(isrows,&rows));
118*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISRestoreIndices(iscols,&cols));
119*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
120*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
121d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
122*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B:\n"));
123*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
124d24d4204SJose E. Roman   }
125*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAXPY(B,2.5,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
126*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAYPX(B,3.75,C,SAME_NONZERO_PATTERN));
127*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatConvert(B,MATDENSE,MAT_INPLACE_MATRIX,&B));
128d24d4204SJose E. Roman   if (mats_view) {
129*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"B after MatAXPY and MatAYPX:\n"));
130*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
131d24d4204SJose E. Roman   }
132*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&isrows));
133*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&iscols));
134*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
135d24d4204SJose E. Roman 
136d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatTransposeMult(): B = C*C^T */
137*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
138*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatScale(C,2.0));
139*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatTransposeMult(C,C,MAT_REUSE_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&B));
140*9566063dSJacob 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) {
144*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"C MatMatTransposeMult C:\n"));
145*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatView(B,PETSC_VIEWER_STDOUT_WORLD));
146d24d4204SJose E. Roman   }
147d24d4204SJose E. Roman 
148d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMult() */
149*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatComputeOperator(C,MATAIJ,&Caij));
150*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultEqual(C,Caij,5,&flg));
15128b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultEqual() fails");
152*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeEqual(C,Caij,5,&flg));
15328b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeEqual() fails");
154d24d4204SJose E. Roman 
155d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMultAdd() and MatMultTransposeAddEqual() */
156*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultAddEqual(C,Caij,5,&flg));
15728b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultAddEqual() fails");
158*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTransposeAddEqual(C,Caij,5,&flg));
15928b400f6SJacob Faibussowitsch   PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"C != Caij. MatMultTransposeAddEqual() fails");
160d24d4204SJose E. Roman 
161d24d4204SJose E. Roman   /* Test MatMatMult() */
162*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsHasName(NULL,NULL,"-test_matmatmult",&flg));
163d24d4204SJose E. Roman   if (flg) {
164d24d4204SJose E. Roman     Mat CC,CCaij;
165*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMatMult(C,C,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CC));
166*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMatMult(Caij,Caij,MAT_INITIAL_MATRIX,PETSC_DEFAULT,&CCaij));
167*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatMultEqual(CC,CCaij,5,&flg));
16828b400f6SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(flg,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_ARG_NOTSAMETYPE,"CC != CCaij. MatMatMult() fails");
169*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CCaij));
170*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&CC));
171d24d4204SJose E. Roman   }
172d24d4204SJose E. Roman 
173f7ec113fSDamian Marek   /* Test MatCreate() on subcomm */
174f7ec113fSDamian Marek   color = rank%2;
175*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_split(PETSC_COMM_WORLD,color,0,&subcomm));
176f7ec113fSDamian Marek   if (color==0) {
177*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreate(subcomm,&Asub));
178*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetType(Asub,MATSCALAPACK));
179f7ec113fSDamian Marek     mloc = PETSC_DECIDE;
180*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&mloc,&M));
181f7ec113fSDamian Marek     nloc = PETSC_DECIDE;
182*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSplitOwnershipEqual(subcomm,&nloc,&N));
183*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetSizes(Asub,mloc,nloc,M,N));
184*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatScaLAPACKSetBlockSizes(Asub,mb,nb));
185*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetFromOptions(Asub));
186*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetUp(Asub));
187*9566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDestroy(&Asub));
188f7ec113fSDamian Marek   }
189f7ec113fSDamian Marek 
190*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Cdense));
191*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Caij));
192*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
193*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&C));
194*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&Ct));
195*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&d));
196*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_free(&subcomm));
197*9566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFinalize());
198b122ec5aSJacob Faibussowitsch   return 0;
199d24d4204SJose E. Roman }
200d24d4204SJose E. Roman 
201d24d4204SJose E. Roman /*TEST
202d24d4204SJose E. Roman 
203d24d4204SJose E. Roman    build:
204d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
205d24d4204SJose E. Roman 
206d24d4204SJose E. Roman    test:
207d24d4204SJose E. Roman       nsize: 2
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211d24d4204SJose E. Roman    test:
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216d24d4204SJose E. Roman       output_file: output/ex242_1.out
217d24d4204SJose E. Roman 
218d24d4204SJose E. Roman    test:
219d24d4204SJose E. Roman       suffix: 3
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224d24d4204SJose E. Roman 
225d24d4204SJose E. Roman TEST*/
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