xref: /petsc/src/mat/tests/ex69.c (revision 08401ef684002a709c6d3db98a0c9f54a8bcf1ec)
1bbfc976bSStefano Zampini static char help[] = "Tests MatCreateDenseCUDA(), MatDenseCUDAPlaceArray(), MatDenseCUDAReplaceArray(), MatDenseCUDAResetArray()\n";
2bbfc976bSStefano Zampini 
3bbfc976bSStefano Zampini #include <petscmat.h>
4bbfc976bSStefano Zampini 
5bbfc976bSStefano Zampini static PetscErrorCode MatMult_S(Mat S,Vec x,Vec y)
6bbfc976bSStefano Zampini {
7bbfc976bSStefano Zampini   Mat A;
8bbfc976bSStefano Zampini 
9d9b9dddeSStefano Zampini   PetscFunctionBeginUser;
109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(S,&A));
119566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult(A,x,y));
12bbfc976bSStefano Zampini   PetscFunctionReturn(0);
13bbfc976bSStefano Zampini }
14bbfc976bSStefano Zampini 
1554da937aSStefano Zampini static PetscBool test_cusparse_transgen = PETSC_FALSE;
1654da937aSStefano Zampini 
17d9b9dddeSStefano Zampini static PetscErrorCode MatMultTranspose_S(Mat S,Vec x,Vec y)
18d9b9dddeSStefano Zampini {
19d9b9dddeSStefano Zampini   Mat A;
20d9b9dddeSStefano Zampini 
21d9b9dddeSStefano Zampini   PetscFunctionBeginUser;
229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(S,&A));
239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTranspose(A,x,y));
2454da937aSStefano Zampini 
2554da937aSStefano Zampini   /* alternate transgen true and false to test code logic */
269566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetOption(A,MAT_FORM_EXPLICIT_TRANSPOSE,test_cusparse_transgen));
2754da937aSStefano Zampini   test_cusparse_transgen = (PetscBool)!test_cusparse_transgen;
28d9b9dddeSStefano Zampini   PetscFunctionReturn(0);
29d9b9dddeSStefano Zampini }
30d9b9dddeSStefano Zampini 
31bbfc976bSStefano Zampini int main(int argc,char **argv)
32bbfc976bSStefano Zampini {
33bbfc976bSStefano Zampini   Mat            A,B,C,S;
34bbfc976bSStefano Zampini   Vec            t,v;
35bbfc976bSStefano Zampini   PetscScalar    *vv,*aa;
36bbfc976bSStefano Zampini   PetscInt       n=30,k=6,l=0,i,Istart,Iend,nloc,bs,test=1;
37bbfc976bSStefano Zampini   PetscBool      flg,reset,use_shell = PETSC_FALSE;
38bbfc976bSStefano Zampini   VecType        vtype;
39bbfc976bSStefano Zampini 
409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscInitialize(&argc,&argv,(char*)0,help));
419566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-n",&n,NULL));
429566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-k",&k,NULL));
439566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-l",&l,NULL));
449566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetInt(NULL,NULL,"-test",&test,NULL));
459566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscOptionsGetBool(NULL,NULL,"-use_shell",&use_shell,NULL));
46*08401ef6SPierre Jolivet   PetscCheck(k >= 0,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_USER,"k %" PetscInt_FMT " must be positive",k);
47*08401ef6SPierre Jolivet   PetscCheck(l >= 0,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_USER,"l %" PetscInt_FMT " must be positive",l);
48*08401ef6SPierre Jolivet   PetscCheck(l <= k,PETSC_COMM_WORLD,PETSC_ERR_USER,"l %" PetscInt_FMT " must be smaller or equal than k %" PetscInt_FMT,l,k);
49bbfc976bSStefano Zampini 
50bbfc976bSStefano Zampini   /* sparse matrix */
519566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreate(PETSC_COMM_WORLD,&A));
529566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetSizes(A,PETSC_DECIDE,PETSC_DECIDE,n,n));
539566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetType(A,MATAIJCUSPARSE));
549566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetOptionsPrefix(A,"A_"));
559566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetFromOptions(A));
569566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetUp(A));
57bbfc976bSStefano Zampini 
58d9b9dddeSStefano Zampini   /* test special case for SeqAIJCUSPARSE to generate explicit transpose (not default) */
599566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetOption(A,MAT_FORM_EXPLICIT_TRANSPOSE,PETSC_TRUE));
60d9b9dddeSStefano Zampini 
619566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipRange(A,&Istart,&Iend));
62bbfc976bSStefano Zampini   for (i=Istart;i<Iend;i++) {
639566063dSJacob Faibussowitsch     if (i>0) PetscCall(MatSetValue(A,i,i-1,-1.0,INSERT_VALUES));
649566063dSJacob Faibussowitsch     if (i<n-1) PetscCall(MatSetValue(A,i,i+1,-1.0,INSERT_VALUES));
659566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatSetValue(A,i,i,2.0,INSERT_VALUES));
66bbfc976bSStefano Zampini   }
679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(A,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
689566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(A,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
69bbfc976bSStefano Zampini 
70bbfc976bSStefano Zampini   /* template vector */
719566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateVecs(A,NULL,&t));
729566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetType(t,&vtype));
73bbfc976bSStefano Zampini 
74bbfc976bSStefano Zampini   /* long vector, contains the stacked columns of an nxk dense matrix */
759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetLocalSize(t,&nloc));
769566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetBlockSize(t,&bs));
779566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCreate(PetscObjectComm((PetscObject)t),&v));
789566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSetType(v,vtype));
799566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSetSizes(v,k*nloc,k*n));
809566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSetBlockSize(v,bs));
819566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSetRandom(v,NULL));
82bbfc976bSStefano Zampini 
83bbfc976bSStefano Zampini   /* dense matrix that contains the columns of v */
849566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCUDAGetArray(v,&vv));
85bbfc976bSStefano Zampini 
86bbfc976bSStefano Zampini   /* test few cases for MatDenseCUDA handling pointers */
87bbfc976bSStefano Zampini   switch (test) {
88bbfc976bSStefano Zampini   case 1:
899566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateDenseCUDA(PetscObjectComm((PetscObject)v),nloc,PETSC_DECIDE,n,k-l,vv,&B)); /* pass a pointer to avoid allocation of storage */
909566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDAReplaceArray(B,NULL));  /* replace with a null pointer, the value after BVRestoreMat */
919566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDAPlaceArray(B,vv+l*nloc));  /* set the actual pointer */
92bbfc976bSStefano Zampini     reset = PETSC_TRUE;
93bbfc976bSStefano Zampini     break;
94bbfc976bSStefano Zampini   case 2:
959566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateDenseCUDA(PetscObjectComm((PetscObject)v),nloc,PETSC_DECIDE,n,k-l,NULL,&B));
969566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDAPlaceArray(B,vv+l*nloc));  /* set the actual pointer */
97bbfc976bSStefano Zampini     reset = PETSC_TRUE;
98bbfc976bSStefano Zampini     break;
99bbfc976bSStefano Zampini   default:
1009566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateDenseCUDA(PetscObjectComm((PetscObject)v),nloc,PETSC_DECIDE,n,k-l,vv+l*nloc,&B));
101bbfc976bSStefano Zampini     reset = PETSC_FALSE;
102bbfc976bSStefano Zampini     break;
103bbfc976bSStefano Zampini   }
1049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCUDARestoreArray(v,&vv));
105bbfc976bSStefano Zampini 
106bbfc976bSStefano Zampini   /* Test MatMatMult */
107bbfc976bSStefano Zampini   if (use_shell) {
10854da937aSStefano Zampini     /* we could have called the general convertor below, but we explicit set the operations
10954da937aSStefano Zampini        ourselves to test MatProductSymbolic_X_Dense, MatProductNumeric_X_Dense code */
1109566063dSJacob Faibussowitsch     /* PetscCall(MatConvert(A,MATSHELL,MAT_INITIAL_MATRIX,&S)); */
1119566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateShell(PetscObjectComm((PetscObject)v),nloc,nloc,n,n,A,&S));
1129566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatShellSetOperation(S,MATOP_MULT,(void(*)(void))MatMult_S));
1139566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatShellSetOperation(S,MATOP_MULT_TRANSPOSE,(void(*)(void))MatMultTranspose_S));
1149566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatShellSetVecType(S,vtype));
115bbfc976bSStefano Zampini   } else {
1169566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)A));
117bbfc976bSStefano Zampini     S    = A;
118bbfc976bSStefano Zampini   }
119bbfc976bSStefano Zampini 
1209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateDenseCUDA(PetscObjectComm((PetscObject)v),nloc,PETSC_DECIDE,n,k-l,NULL,&C));
1219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(B,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyBegin(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
1249566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatAssemblyEnd(C,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
125d9b9dddeSStefano Zampini 
126d9b9dddeSStefano Zampini   /* test MatMatMult */
1279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductCreateWithMat(S,B,NULL,C));
1289566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSetType(C,MATPRODUCT_AB));
1299566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSetFromOptions(C));
1309566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSymbolic(C));
1319566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductNumeric(C));
1329566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMatMultEqual(S,B,C,10,&flg));
1339566063dSJacob Faibussowitsch   if (!flg) PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Error MatMatMult\n"));
134bbfc976bSStefano Zampini 
135d9b9dddeSStefano Zampini   /* test MatTransposeMatMult */
1369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductCreateWithMat(S,B,NULL,C));
1379566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSetType(C,MATPRODUCT_AtB));
1389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSetFromOptions(C));
1399566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductSymbolic(C));
1409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatProductNumeric(C));
1419566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatTransposeMatMultEqual(S,B,C,10,&flg));
1429566063dSJacob Faibussowitsch   if (!flg) PetscCall(PetscPrintf(PETSC_COMM_WORLD,"Error MatTransposeMatMult\n"));
143d9b9dddeSStefano Zampini 
1449566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&C));
1459566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&S));
146bbfc976bSStefano Zampini 
147bbfc976bSStefano Zampini   /* finished using B */
1489566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDenseCUDAGetArray(B,&aa));
149*08401ef6SPierre Jolivet   PetscCheck(vv == aa-l*nloc,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_PLIB,"Wrong array");
1509566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDenseCUDARestoreArray(B,&aa));
151bbfc976bSStefano Zampini   if (reset) {
1529566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDAResetArray(B));
153bbfc976bSStefano Zampini   }
1549566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCUDARestoreArray(v,&vv));
155bbfc976bSStefano Zampini 
156bbfc976bSStefano Zampini   if (test == 1) {
1579566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDAGetArray(B,&aa));
15828b400f6SJacob Faibussowitsch     PetscCheck(!aa,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_PLIB,"Expected a null pointer");
1599566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDenseCUDARestoreArray(B,&aa));
160bbfc976bSStefano Zampini   }
161bbfc976bSStefano Zampini 
162bbfc976bSStefano Zampini   /* free work space */
1639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&B));
1649566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&A));
1659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&t));
1669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&v));
1679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFinalize());
168b122ec5aSJacob Faibussowitsch   return 0;
169bbfc976bSStefano Zampini }
170bbfc976bSStefano Zampini 
171bbfc976bSStefano Zampini /*TEST
172bbfc976bSStefano Zampini 
173bbfc976bSStefano Zampini   build:
174bbfc976bSStefano Zampini     requires: cuda
175bbfc976bSStefano Zampini 
176bbfc976bSStefano Zampini   test:
177bbfc976bSStefano Zampini     requires: cuda
178bbfc976bSStefano Zampini     suffix: 1
179bbfc976bSStefano Zampini     nsize: {{1 2}}
1800a7ee96eSStefano Zampini     args: -A_mat_type {{aij aijcusparse}} -test {{0 1 2}} -k 6 -l {{0 5}} -use_shell {{0 1}}
181bbfc976bSStefano Zampini 
182bbfc976bSStefano Zampini TEST*/
183