xref: /petsc/src/mat/tests/ex242.c (revision d71ae5a4db6382e7f06317b8d368875286fe9008)
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 
6*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch int main(int argc, char **args)
7*d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
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 
19327415f7SBarry 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
206d24d4204SJose E. Roman 
207d24d4204SJose E. Roman    test:
208d24d4204SJose E. Roman       nsize: 2
209d24d4204SJose E. Roman       args: -mb 5 -nb 5 -M 12 -N 10
210d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
211d24d4204SJose E. Roman 
212d24d4204SJose E. Roman    test:
213d24d4204SJose E. Roman       suffix: 2
214d24d4204SJose E. Roman       nsize: 6
215d24d4204SJose E. Roman       args: -mb 8 -nb 6 -M 20 -N 50
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
221d24d4204SJose E. Roman       nsize: 3
222d24d4204SJose E. Roman       args: -mb 2 -nb 2 -M 20 -N 20 -test_matmatmult
223d24d4204SJose E. Roman       requires: scalapack
224d24d4204SJose E. Roman       output_file: output/ex242_1.out
225d24d4204SJose E. Roman 
226d24d4204SJose E. Roman TEST*/
227