xref: /petsc/src/tao/matrix/adamat.c (revision 7fb60732ccf1806988e9909cd147cdb09c395756)
1*7fb60732SBarry Smith #include <petsc/private/matimpl.h>              /*I  "petscmat.h"  I*/
2e0877f53SBarry Smith 
30ebee16dSLisandro Dalcin PETSC_INTERN PetscErrorCode MatCreateADA(Mat,Vec, Vec, Mat*);
40ebee16dSLisandro Dalcin 
5e0877f53SBarry Smith typedef struct {
6e0877f53SBarry Smith   Mat      A;
7e0877f53SBarry Smith   Vec      D1;
8e0877f53SBarry Smith   Vec      D2;
9e0877f53SBarry Smith   Vec      W;
10e0877f53SBarry Smith   Vec      W2;
11e0877f53SBarry Smith   Vec      ADADiag;
12e0877f53SBarry Smith   PetscInt GotDiag;
13e0877f53SBarry Smith } _p_TaoMatADACtx;
14e0877f53SBarry Smith typedef  _p_TaoMatADACtx* TaoMatADACtx;
15e0877f53SBarry Smith 
16e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatMult_ADA(Mat mat,Vec a,Vec y)
17e0877f53SBarry Smith {
18e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
19e0877f53SBarry Smith   PetscReal      one = 1.0;
20e0877f53SBarry Smith 
21e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult(ctx->A,a,ctx->W));
241baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D1) PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W,ctx->D1,ctx->W));
259566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTranspose(ctx->A,ctx->W,y));
26e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
279566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W2, ctx->D2, a));
289566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecAXPY(y, one, ctx->W2));
29e0877f53SBarry Smith   }
30e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
31e0877f53SBarry Smith }
32e0877f53SBarry Smith 
33e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatMultTranspose_ADA(Mat mat,Vec a,Vec y)
34e0877f53SBarry Smith {
35e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult_ADA(mat,a,y));
37e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
38e0877f53SBarry Smith }
39e0877f53SBarry Smith 
400c0fd78eSBarry Smith static PetscErrorCode MatDiagonalSet_ADA(Mat M,Vec D, InsertMode mode)
41e0877f53SBarry Smith {
42e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
43e0877f53SBarry Smith   PetscReal      zero=0.0,one = 1.0;
44e0877f53SBarry Smith 
45e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
463c859ba3SBarry Smith   PetscCheck(mode != INSERT_VALUES,PetscObjectComm((PetscObject)M),PETSC_ERR_SUP,"Cannot insert diagonal entries of this matrix type, can only add");
479566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(M,&ctx));
48e0877f53SBarry Smith   if (!ctx->D2) {
499566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(D,&ctx->D2));
509566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecSet(ctx->D2, zero));
51e0877f53SBarry Smith   }
529566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAXPY(ctx->D2, one, D));
53e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
54e0877f53SBarry Smith }
55e0877f53SBarry Smith 
56e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatDestroy_ADA(Mat mat)
57e0877f53SBarry Smith {
58e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
59e0877f53SBarry Smith 
60e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
619566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
629566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->W));
639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->W2));
649566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->ADADiag));
659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&ctx->A));
669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->D1));
679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->D2));
689566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(ctx));
69e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
70e0877f53SBarry Smith }
71e0877f53SBarry Smith 
72e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatView_ADA(Mat mat,PetscViewer viewer)
73e0877f53SBarry Smith {
74e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
75e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
76e0877f53SBarry Smith }
77e0877f53SBarry Smith 
78e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatShift_ADA(Mat Y, PetscReal a)
79e0877f53SBarry Smith {
80e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
81e0877f53SBarry Smith 
82e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
839566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(Y,&ctx));
849566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecShift(ctx->D2,a));
85e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
86e0877f53SBarry Smith }
87e0877f53SBarry Smith 
88e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatDuplicate_ADA(Mat mat,MatDuplicateOption op,Mat *M)
89e0877f53SBarry Smith {
90e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx      ctx;
91e0877f53SBarry Smith   Mat               A2;
92e0877f53SBarry Smith   Vec               D1b=NULL,D2b;
93e0877f53SBarry Smith 
94e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDuplicate(ctx->A,op,&A2));
97e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
989566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D1,&D1b));
999566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(ctx->D1,D1b));
100e0877f53SBarry Smith   }
1019566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&D2b));
1029566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCopy(ctx->D2,D2b));
1039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateADA(A2,D1b,D2b,M));
1041baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D1) PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D1b));
1059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D2b));
1069566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)A2));
107e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
108e0877f53SBarry Smith }
109e0877f53SBarry Smith 
110e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatEqual_ADA(Mat A,Mat B,PetscBool *flg)
111e0877f53SBarry Smith {
112e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx1,ctx2;
113e0877f53SBarry Smith 
114e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1159566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(A,&ctx1));
1169566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(B,&ctx2));
1179566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecEqual(ctx1->D2,ctx2->D2,flg));
1181baa6e33SBarry Smith   if (*flg==PETSC_TRUE) PetscCall(VecEqual(ctx1->D1,ctx2->D1,flg));
1191baa6e33SBarry Smith   if (*flg==PETSC_TRUE) PetscCall(MatEqual(ctx1->A,ctx2->A,flg));
120e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
121e0877f53SBarry Smith }
122e0877f53SBarry Smith 
123e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatScale_ADA(Mat mat, PetscReal a)
124e0877f53SBarry Smith {
125e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
126e0877f53SBarry Smith 
127e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1289566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1299566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecScale(ctx->D1,a));
1301baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D2) PetscCall(VecScale(ctx->D2,a));
131e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
132e0877f53SBarry Smith }
133e0877f53SBarry Smith 
134cf37664fSBarry Smith static PetscErrorCode MatTranspose_ADA(Mat mat,MatReuse reuse,Mat *B)
135e0877f53SBarry Smith {
136e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
137e0877f53SBarry Smith 
138e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
139*7fb60732SBarry Smith   if (reuse == MAT_REUSE_MATRIX) PetscCall(MatTransposeCheckNonzeroState_Private(mat,*B));
1409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
141cf37664fSBarry Smith   if (reuse == MAT_INITIAL_MATRIX) {
1429566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDuplicate(mat,MAT_COPY_VALUES,B));
143cf37664fSBarry Smith   } else if (reuse == MAT_REUSE_MATRIX) {
1449566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCopy(mat,*B,SAME_NONZERO_PATTERN));
145cf37664fSBarry Smith   } else SETERRQ(PetscObjectComm((PetscObject)mat),PETSC_ERR_SUP,"Does not support inplace transpose");
146e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
147e0877f53SBarry Smith }
148e0877f53SBarry Smith 
1490c0fd78eSBarry Smith static PetscErrorCode MatADAComputeDiagonal(Mat mat)
150e0877f53SBarry Smith {
151e0877f53SBarry Smith   PetscInt       i,m,n,low,high;
152e0877f53SBarry Smith   PetscScalar    *dtemp,*dptr;
153e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
154e0877f53SBarry Smith 
155e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1569566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1579566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipRange(mat, &low, &high));
1589566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetSize(mat,&m,&n));
159e0877f53SBarry Smith 
1609566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(n,&dtemp));
161e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
1629566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetColumnVector(ctx->A, ctx->W, i));
1639566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W,ctx->W,ctx->W));
1649566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDotBegin(ctx->D1, ctx->W,dtemp+i));
165e0877f53SBarry Smith   }
166e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
1679566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDotEnd(ctx->D1, ctx->W,dtemp+i));
168e0877f53SBarry Smith   }
169e0877f53SBarry Smith 
1709566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetArray(ctx->ADADiag,&dptr));
171e0877f53SBarry Smith   for (i=low; i<high; i++) {
172e0877f53SBarry Smith     dptr[i-low]= dtemp[i];
173e0877f53SBarry Smith   }
1749566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecRestoreArray(ctx->ADADiag,&dptr));
1759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(dtemp));
176e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
177e0877f53SBarry Smith }
178e0877f53SBarry Smith 
179e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatGetDiagonal_ADA(Mat mat,Vec v)
180e0877f53SBarry Smith {
181e0877f53SBarry Smith   PetscReal       one=1.0;
182e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx    ctx;
183e0877f53SBarry Smith 
184e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1859566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1869566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatADAComputeDiagonal(mat));
1879566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCopy(ctx->ADADiag,v));
1881baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D2) PetscCall(VecAXPY(v, one, ctx->D2));
189e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
190e0877f53SBarry Smith }
191e0877f53SBarry Smith 
1927dae84e0SHong Zhang static PetscErrorCode MatCreateSubMatrix_ADA(Mat mat,IS isrow,IS iscol,MatReuse cll, Mat *newmat)
193e0877f53SBarry Smith {
194e0877f53SBarry Smith   PetscInt          low,high;
195e0877f53SBarry Smith   IS                ISrow;
196e0877f53SBarry Smith   Vec               D1,D2;
197e0877f53SBarry Smith   Mat               Atemp;
198e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx      ctx;
199e0877f53SBarry Smith   PetscBool         isequal;
200e0877f53SBarry Smith 
201e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2029566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISEqual(isrow,iscol,&isequal));
2033c859ba3SBarry Smith   PetscCheck(isequal,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_SUP,"Only for identical column and row indices");
2049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
205e0877f53SBarry Smith 
2069566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipRange(ctx->A,&low,&high));
2079566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISCreateStride(PetscObjectComm((PetscObject)mat),high-low,low,1,&ISrow));
2089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateSubMatrix(ctx->A,ISrow,iscol,cll,&Atemp));
2099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&ISrow));
210e0877f53SBarry Smith 
211e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
2129566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D1,&D1));
2139566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(ctx->D1,D1));
214e0877f53SBarry Smith   } else {
215e0877f53SBarry Smith     D1 = NULL;
216e0877f53SBarry Smith   }
217e0877f53SBarry Smith 
218e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
219e0877f53SBarry Smith     Vec D2sub;
220e0877f53SBarry Smith 
2219566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecGetSubVector(ctx->D2,isrow,&D2sub));
2229566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(D2sub,&D2));
2239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(D2sub,D2));
2249566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecRestoreSubVector(ctx->D2,isrow,&D2sub));
225e0877f53SBarry Smith   } else {
226e0877f53SBarry Smith     D2 = NULL;
227e0877f53SBarry Smith   }
228e0877f53SBarry Smith 
2299566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateADA(Atemp,D1,D2,newmat));
2309566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(*newmat,&ctx));
2319566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)Atemp));
2321baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D1) PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D1));
2331baa6e33SBarry Smith   if (ctx->D2) PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D2));
234e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
235e0877f53SBarry Smith }
236e0877f53SBarry Smith 
2377dae84e0SHong Zhang static PetscErrorCode MatCreateSubMatrices_ADA(Mat A,PetscInt n, IS *irow,IS *icol,MatReuse scall,Mat **B)
238e0877f53SBarry Smith {
239e0877f53SBarry Smith   PetscInt       i;
240e0877f53SBarry Smith 
241e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
242e0877f53SBarry Smith   if (scall == MAT_INITIAL_MATRIX) {
2439566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscCalloc1(n+1,B));
244e0877f53SBarry Smith   }
245e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
2469566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateSubMatrix_ADA(A,irow[i],icol[i],scall,&(*B)[i]));
247e0877f53SBarry Smith   }
248e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
249e0877f53SBarry Smith }
250e0877f53SBarry Smith 
251e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatGetColumnVector_ADA(Mat mat,Vec Y, PetscInt col)
252e0877f53SBarry Smith {
253e0877f53SBarry Smith   PetscInt       low,high;
254e0877f53SBarry Smith   PetscScalar    zero=0.0,one=1.0;
255e0877f53SBarry Smith 
256e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2579566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSet(Y, zero));
2589566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetOwnershipRange(Y,&low,&high));
259e0877f53SBarry Smith   if (col>=low && col<high) {
2609566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecSetValue(Y,col,one,INSERT_VALUES));
261e0877f53SBarry Smith   }
2629566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAssemblyBegin(Y));
2639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAssemblyEnd(Y));
2649566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult_ADA(mat,Y,Y));
265e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
266e0877f53SBarry Smith }
267e0877f53SBarry Smith 
268cc2e6a90SBarry Smith PETSC_INTERN PetscErrorCode MatConvert_ADA(Mat mat,MatType newtype,Mat *NewMat)
269e0877f53SBarry Smith {
270e0877f53SBarry Smith   PetscMPIInt    size;
271e0877f53SBarry Smith   PetscBool      sametype, issame, isdense, isseqdense;
272e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
273e0877f53SBarry Smith 
274e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2759566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
2769566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_size(PetscObjectComm((PetscObject)mat),&size));
277e0877f53SBarry Smith 
2789566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,newtype,&sametype));
2799566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATSAME,&issame));
2809566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATMPIDENSE,&isdense));
2819566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATSEQDENSE,&isseqdense));
282e0877f53SBarry Smith 
283e0877f53SBarry Smith   if (sametype || issame) {
2849566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDuplicate(mat,MAT_COPY_VALUES,NewMat));
285e0877f53SBarry Smith   } else if (isdense) {
286e0877f53SBarry Smith     PetscInt          i,j,low,high,m,n,M,N;
287e0877f53SBarry Smith     const PetscScalar *dptr;
288e0877f53SBarry Smith     Vec               X;
289e0877f53SBarry Smith 
2909566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&X));
2919566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetSize(mat,&M,&N));
2929566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetLocalSize(mat,&m,&n));
2939566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateDense(PetscObjectComm((PetscObject)mat),m,m,N,N,NULL,NewMat));
2949566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetOwnershipRange(*NewMat,&low,&high));
295e0877f53SBarry Smith     for (i=0;i<M;i++) {
2969566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(MatGetColumnVector_ADA(mat,X,i));
2979566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecGetArrayRead(X,&dptr));
298e0877f53SBarry Smith       for (j=0; j<high-low; j++) {
2999566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(MatSetValue(*NewMat,low+j,i,dptr[j],INSERT_VALUES));
300e0877f53SBarry Smith       }
3019566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecRestoreArrayRead(X,&dptr));
302e0877f53SBarry Smith     }
3039566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyBegin(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3049566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyEnd(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3059566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDestroy(&X));
306e0877f53SBarry Smith   } else if (isseqdense && size==1) {
307e0877f53SBarry Smith     PetscInt          i,j,low,high,m,n,M,N;
308e0877f53SBarry Smith     const PetscScalar *dptr;
309e0877f53SBarry Smith     Vec               X;
310e0877f53SBarry Smith 
3119566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&X));
3129566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetSize(mat,&M,&N));
3139566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetLocalSize(mat,&m,&n));
3149566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateSeqDense(PetscObjectComm((PetscObject)mat),N,N,NULL,NewMat));
3159566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetOwnershipRange(*NewMat,&low,&high));
316e0877f53SBarry Smith     for (i=0;i<M;i++) {
3179566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(MatGetColumnVector_ADA(mat,X,i));
3189566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecGetArrayRead(X,&dptr));
319e0877f53SBarry Smith       for (j=0; j<high-low; j++) {
3209566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(MatSetValue(*NewMat,low+j,i,dptr[j],INSERT_VALUES));
321e0877f53SBarry Smith       }
3229566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecRestoreArrayRead(X,&dptr));
323e0877f53SBarry Smith     }
3249566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyBegin(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3259566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyEnd(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3269566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDestroy(&X));
327691b26d3SBarry Smith   } else SETERRQ(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_PLIB,"No support to convert objects to that type");
328e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
329e0877f53SBarry Smith }
330e0877f53SBarry Smith 
331e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatNorm_ADA(Mat mat,NormType type,PetscReal *norm)
332e0877f53SBarry Smith {
333e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
334e0877f53SBarry Smith 
335e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
3369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
337e0877f53SBarry Smith   if (type == NORM_FROBENIUS) {
338e0877f53SBarry Smith     *norm = 1.0;
339e0877f53SBarry Smith   } else if (type == NORM_1 || type == NORM_INFINITY) {
340e0877f53SBarry Smith     *norm = 1.0;
341e0877f53SBarry Smith   } else SETERRQ(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_SUP,"No two norm");
342e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
343e0877f53SBarry Smith }
344a7e14dcfSSatish Balay 
345a7e14dcfSSatish Balay /*@C
346a7e14dcfSSatish Balay    MatCreateADA - Creates a matrix M=A^T D1 A + D2 where D1, D2 are diagonal
347a7e14dcfSSatish Balay 
348a7e14dcfSSatish Balay    Collective on matrix
349a7e14dcfSSatish Balay 
350a7e14dcfSSatish Balay    Input Parameters:
351a7e14dcfSSatish Balay +  mat - matrix of arbitrary type
3520c0fd78eSBarry Smith .  d1 - A vector defining a diagonal matrix
3530c0fd78eSBarry Smith -  d2 - A vector defining a diagonal matrix
354a7e14dcfSSatish Balay 
355a7e14dcfSSatish Balay    Output Parameters:
356a7e14dcfSSatish Balay .  J - New matrix whose operations are defined in terms of mat, D1, and D2.
357a7e14dcfSSatish Balay 
358a7e14dcfSSatish Balay    Notes:
359a7e14dcfSSatish Balay    The user provides the input data and is responsible for destroying
360a7e14dcfSSatish Balay    this data after matrix J has been destroyed.
361a7e14dcfSSatish Balay 
362a7e14dcfSSatish Balay    Level: developer
363a7e14dcfSSatish Balay 
364db781477SPatrick Sanan .seealso: `MatCreate()`
365a7e14dcfSSatish Balay @*/
366a7e14dcfSSatish Balay PetscErrorCode MatCreateADA(Mat mat,Vec d1, Vec d2, Mat *J)
367a7e14dcfSSatish Balay {
368367daffbSBarry Smith   MPI_Comm       comm = PetscObjectComm((PetscObject)mat);
369a7e14dcfSSatish Balay   TaoMatADACtx   ctx;
370a7e14dcfSSatish Balay   PetscInt       nloc,n;
371a7e14dcfSSatish Balay 
372a7e14dcfSSatish Balay   PetscFunctionBegin;
3739566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscNew(&ctx));
374a7e14dcfSSatish Balay   ctx->A=mat;
375a7e14dcfSSatish Balay   ctx->D1=d1;
376a7e14dcfSSatish Balay   ctx->D2=d2;
377a7e14dcfSSatish Balay   if (d1) {
3789566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d1,&ctx->W));
3799566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)d1));
380a7e14dcfSSatish Balay   } else {
3810e660641SBarry Smith     ctx->W = NULL;
382a7e14dcfSSatish Balay   }
383a7e14dcfSSatish Balay   if (d2) {
3849566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d2,&ctx->W2));
3859566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d2,&ctx->ADADiag));
3869566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)d2));
387a7e14dcfSSatish Balay   } else {
3880e660641SBarry Smith     ctx->W2      = NULL;
3890e660641SBarry Smith     ctx->ADADiag = NULL;
390a7e14dcfSSatish Balay   }
391a7e14dcfSSatish Balay 
392a7e14dcfSSatish Balay   ctx->GotDiag = 0;
3939566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)mat));
394a7e14dcfSSatish Balay 
3959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetLocalSize(d2,&nloc));
3969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetSize(d2,&n));
397a7e14dcfSSatish Balay 
3989566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateShell(comm,nloc,nloc,n,n,ctx,J));
3999566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetManageScalingShifts(*J));
4009566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_MULT,(void(*)(void))MatMult_ADA));
4019566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DESTROY,(void(*)(void))MatDestroy_ADA));
4029566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_VIEW,(void(*)(void))MatView_ADA));
4039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_MULT_TRANSPOSE,(void(*)(void))MatMultTranspose_ADA));
4049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DIAGONAL_SET,(void(*)(void))MatDiagonalSet_ADA));
4059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_SHIFT,(void(*)(void))MatShift_ADA));
4069566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_EQUAL,(void(*)(void))MatEqual_ADA));
4079566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_SCALE,(void(*)(void))MatScale_ADA));
4089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_TRANSPOSE,(void(*)(void))MatTranspose_ADA));
4099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_GET_DIAGONAL,(void(*)(void))MatGetDiagonal_ADA));
4109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_CREATE_SUBMATRICES,(void(*)(void))MatCreateSubMatrices_ADA));
4119566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_NORM,(void(*)(void))MatNorm_ADA));
4129566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DUPLICATE,(void(*)(void))MatDuplicate_ADA));
4139566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_CREATE_SUBMATRIX,(void(*)(void))MatCreateSubMatrix_ADA));
414a7e14dcfSSatish Balay 
4159566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscLogObjectParent((PetscObject)(*J),(PetscObject)ctx->W));
4169566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscLogObjectParent((PetscObject)mat,(PetscObject)(*J)));
417a7e14dcfSSatish Balay 
4189566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetOption(*J,MAT_SYMMETRIC,PETSC_TRUE));
419a7e14dcfSSatish Balay   PetscFunctionReturn(0);
420a7e14dcfSSatish Balay }
421